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Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós -Graduação em Geociências
Quimioestratigrafia e Bioestratigrafia da Formação Frecheirinha,
Grupo Ubajara - Nordeste do Brasil
Aluno: Leticia Lourdes Chiglino Mendizábal
Orientador: Prof. Alcides Nóbrega Sial
Recife/2013
LETICIA LOURDES CHIGLINO MENDIZABAL
Geóloga, Universidad de la República, Uruguai, 2006
Quimioestratrigrafia e Bioestratigrafia da Formação Frecheirinha,
Grupo Ubajara - Nordeste do Brasil
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Geociências, Centro de Tecnologia e Geociências,
Universidade Federal de Pernambuco, em 29 de outubro de
2013 em preenchimento parcial á obtenção do grau de
Doutor em Geociências, área de concentração Geoquímica,
Geofísica e Evolução Crustal.
Recife/2013
Catalogação na fonte
Bibliotecária: Rosineide Mesquita Gonçalves Luz / CRB4-1361 (BCTG)
M538q
Mendizábal Leticia Lourdes Chiglino.
Quimioestratigrafia e Bioestratigrafia da Formação Frecheirinha, Grupo
Ubajara – Nordeste do Brasil / Leticia Chiglino Mendizábal. – Recife: O Autor,
2013.
101f., il., figs., gráfs., tabs.
Orientador: Prof. Dr. Alcides Nóbrega Sial.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG.
Programa de Pós-Graduação em Geociências, 2013.
Inclui Referências e Apêndice.
1. Geociências. 2. Ediacarano. 3. C-isótopo. 4. Acritarcas. 5.
Neoproterozoico I. Sial, Alcides Nóbrega (Orientador). II.Título.
551 CDD (22.ed)
UFPE/BCTG-2013 / 320
QUIMIOESTRATIGRAFIA E BIOESTRATIGRAFIA DA FORMAÇÃO
FRECHEIRINHA,GRUPO UBAJARA-NORDESTE DO BRASIL
Leticia Chiglino Mendizabal
APROVADA, em 29 de Outubro de 2013
Alcides Nóbrega Sial
Claudio Gaucher
Virgínio Henrique de Miranda Lopes Neumann
Manoj Kumar Pendit
José Antônio Barbosa
AGRADECIMENTOS
Quero expressar meu especial agradecimento para:
A CAPES pela bolsa concedida durante este tempo que permito me dedicar a esta pesquisa.
A UFPE, Programa de Pós-Graduação em Geociências que abriu as portas para poder realizar este
trabalho.
Ao Prof. Alcides Nóbrega Sial pela oportunidade de desenvolver este trabalho, amizade, confiança
e paciência durante todo este tempo.
Ao Prof. Claudio Gaucher pelo ncentivo e amizade desde o inicio da minha aventura na geologia e
os conselhos para que este trabalho saísse bem.
A Profa.Valderez Pinto Ferreira por o apoio desde que chegue e pela preocupação e cuidado nas
análises .
Ao Prof. Jorge Bossi, por sua participação nos trabalhos de campo e discução
Ao todo o equipe do Neg-Labise, a Vilma Sobral Bezerra e Gilsa M. de Santana pelo cuidado na
realização de das análises.
A os professores coordinadores da Pós Graduação, Profa. Inéz Guimarães e Porf. Mariano Gorki
pelo apoio.
A todas as pessoas que teve a oportunidade de conhecer em este tempo, que sempre acreditarem em
mim e fizerem sentir de Recife minha casa.
MUITO OBRIGADO.
RESUMO
O Grupo Ubajara localiza-se no Domínio Médio Coreaú, nordeste da Província Borborema,
constitui uma sequência de plataforma marinha rasa, conformada a base ao topo por arenitos da
Formação Trapiá, pelitos da Formação Caiçaras, calcários e margas subordinadas da Formação
Frecheirinha, e no topo arenitos e guarvacas da Formação Coreaú. Os carbonatos da Formação
Frecheirinha apresenta valores negativos de (δ 13C -3.5 ‰ e +3.7 ‰) em direção ao topo, e razão de
87Sr/86Sr
entre 0.7075 e 0.7080. Pela primeira vez, são descritos para uma sequência do nordeste do
Brasil, micorfossies de parede orgânica que se caracterizam pela baixa diversidade, compreendendo
espécimens de Leiosphaeridia e Bavlinella subordinada. Esses dados, combinados com restrições de
idade mínima de 560 ± 19 Ma determinada para diques máficos que cortam a unidade, sugerem
uma idade de deposição Ediacarana entre 635 e ca. 580 Ma, para a Formação Frecherinha. A
diferença de outras unidades carbonáticas Ediacaranas no Brasil, a Formação Frecherinha não tem
depósitos glaciais associados, ou características sedimentares típicas das capas carbonaticas pósglaciais. Os valores negativos de δ
13C
refletem a bioprodutividade e as alterações do nível do mar
no momento de deposição. Os carbonatos da Formação Frecheirinha são importantes para a
compreensão da biota e as concomitantes mudanças na composição isotópica da água do mar, como
também na reconstrução paleogeográfica entre os episódios de quebra do supercontiente Rodinia e
a fusão do Gondwana.
Palavras chaves: Ediacaran, C-isótopo, Acritarcas, Neoproterozoico
ABSTRACT
The Ubajara Group, located in the Domínio Médio Coreaú, in the northeast of Borborema Province,
is a plataform marine sequence, constituted the base for the top for, quarzitos Trapiá Formation,
slates of the Caiçaras Formation , the limestones and subordinate marls of the Frecheirinha and the
sandstones of the Coreaú Formation . The carbonates of the Frecheirinha Formation, showing
negative
values of δ
13
C between -3.5 ‰ and +3.7 ‰ and
values of
87Sr/86Sr
between
0.7075-0.7080. Reported for the firts time for the northeastern Brazil, organic well microfossils,
characterized by low diversity, including specimens of Leiosphaeridia and Bavlinella subordinate.
These data, combined with the minimum age of 560 ± 19 Ma, determined for mafic dikes that cut
the unit, suggest an Ediacaran depositional age between 635 and ca. 580 Ma, for Frecherinha
Formation. Unlike other Ediacaranas carbonate units in Brazil, has no associated glacial deposits or
sedimentary features, typical of post-glacial cap carbonates. The negative values of δ 13C reflect the
bioproductivity and sea level change at the time of deposition. The carbonates
of Frecheirinha
Formation are important to understanding the biota and concomitant changes in the isotopic
composition of sea water , but also in the reconstruction paleogeographical between the break-up of
supercontiente Rodinia and fusion Gondwana.
Keys Words : Ediacaran, C-isotope, acritarchs, Neoproterozoic
SUMARIO
N° de Página
CAPÍTULO I .......................................................................................................................................1
INTRODUÇÃO....................................................................................................................................2
1.1 Eventos Glaciais Neoporoterozóicos..............................................................................................5
1.1.1 “Snowball Earth”........................................................................................................................6
1..2 A Vida durante o Neoporterozóico..............................................................................................11
1.3. Objetivos.....................................................................................................................................13
1.3.1 Geral..........................................................................................................................................13
1.3.2 Específicos.................................................................................................................................13
1.4 Localização da área de estudo......................................................................................................14
1.5 Organização da Tese.....................................................................................................................15
CAPÍTULO II. MATERIAS E MÉTODOS......................................................................................16
2.1. Análise bibliográfica………………………………………………...........................................17
2. 2. Trabalho de Campo...................................................................................................................16
2.3. Trabalho de Laboratório.............................................................................................................16
2.3.1Análises Petrograficas...............................................................................................................17
2.3.2. Análises de isótopos e química mineral………………………..............................................18
2.3.4. Estudos Palinologicos.............................................................................................................19
CAPÍTULO III...................................................................................................................................20
ARTIGO 1: C-isotope chemostratigraphy of the Ediacaran Frecheirinha Formation, Ubajara Group
Northeastern, Brazil. Chiglino, L., Sial, N.A., Gaucher, C., Ferreira, P.V., Pimentel, M.
CAPÍTULO IV....................................................................................................................................45
ARTIGO 2: Acritarchs of the Ediacaran Frecheirinha Formation,Ubajara Group, Northeastern
Brazil. Chiglino,L., Gaucher, C., Ferreira, P.V.
CAPÍTULO V. ...................................................................................................................................71
ARTIGO 3:Carbonatos Ediacaranos da Formação Frecherinha (Grupo Ubajara), Domínio Médio
Coreaú - Província Borborema : implicações paleogeográficas e paleoclimáticas. Chiglino,L.,
Gaucher, C., Ferreira, P.V.
CAPÍTULO VI. ................................................................................................................................88
CONCLUSÕES..................................................................................................................................89
CAPÍTULO VII. ................................................................................................................................91
Referências .......................................................................................................................................92
APÊNDICE. ......................................................................................................................................96
FIGURAS
N° de Página
CAPITULO I
Figura 1. Mapa geológico simplificado da Província Borborema e geología do Domínio Médio Coreaú
( Modificado de Santos, et al., 2008).......................................................................................................4
Figura 2. Curva global de δ13C ( Halverson, 2011)...............................................................................9
Figura 3. Bioestratigrafía do Neoproterozoico .......................................................................................12
Figura 4. Mapa de localização da área de estudo..............................................................................14
CAPITULO I
1
I. INTRODUÇÃO
A Província Borborena, nordeste do Brasil, ocupa aproximadamente 450.000 km2, limita
da ao norte com o Cratón de São Luis, ao noroeste com a Bacia do Parnaíba, e ao sul com o Cratón
de São Francisco. Caracteriza-se por ser um mosaico formado por complexos migmatíticos
paleoproterozóicos, supracrustais de idades Meso-Neoproterozóicos e corpos granitóides
brasilianos, separados por sistemas de falhas e limeamentos de escala continental (Almeida, et al.,
1981). A evolução da Província Borborema inicia-se no Arqueano e finaliza no final do
Neoproterozóico, com orogenia Brasiliana/Pan-Africana (660 e 570 Ma), responsável pela fusão do
Gondwana Ocidental. Quatro principais domínios geológicos-tectônicos são identificados na
província, com base na evolução tectônica e composição. Brito Neves et al.(2000) dividem a
Província Borborema em quatro domínio: (a) Domínio Médio Coreau, entre o Lineamento
Transbrasiliano (NE) e o Cráton de São Luis-África (NW); (b) Domínio Setentrional posicionado
entre os Lineamento Transbrasiliano (NE-SW) e Patos (WE); (c) O Domínio Transversal situado
entre os lineamentos Patos e Pernambuco (lineamentos E-W) na parte central da província; (d)
Domínio do Sul, ao sul do Lineamento Pernambuco.
Os carbonatos da Formação Frecheirinha, objeto de nosso estudo, estão inseridas no
Domínio Médio Coreau. O arcabouço geológico do domínio é representado pelos, ortognaisses e
migmatitos Paleoproterozóicos do Maciço de Granja (2.357-2.271 Ma; Brito Neves, 1983), a
sequência vulcano-sedimentar Saquinho, de idade Paleoporterozóica Tardía, e as sequências
vulcano-sedimentar Neoproterozóicas-Cambrianas dos Grupos Martinopoles e Jaibaras (566-532
Ma), e atividade magmática representada pelos granito brasilianos. (Fig.1)
2
O Grupo Ubajara (Costa et al.,1979) representa uma sequência de plataforma proximal,
formada da base ao topo por: (a) Formacão Trapiá, conglomerados a arenitos; (b) Formação
Ciaçaras, arenitos finos e siltitos vermelhos; (c)Formação Frecheirinha, carbonatos e margas
subordinadas e (d) Formação Coreaú, arenitos e guarvacas. A área tipo localiza-se entre a cidade de
Aprazível e Saco, ao longo da BR 222. A idade Neoporterozoica do grupo, até agora tem sido
inferida por: (a) idade U-Pb de 540 Ma determinada para o granito Mucambo que intrude o grupo e
(b) a idade Rb-Sr de 560 Ma nos Diques de Coreaú que cortam a unidade, e determinam a idade de
máxima de deposição. O assunto da idade têm sido muito discutido na literatura. Trabalhos como o
de Costa et al.(1979) e Hackspacher et al.(1987), sugerem a correlação do Grupo Ubajara com o
Grupo Bambuí (ca. 610 Ma, Lima, B. 2012). Sial et al.(2000) reporta, as primeiras as curvas de
δ13C para a Formação Frecheirinha, propondo 980 Ma, como idade de deposição e correlação com
Grupo Paranoá de idade Mesoproterozoica. A falta de rochas vulcânicas no Grupo Ubajara, que
permitam datar com precisão, as relações de contato sempre tectônico com as outras unidades da
região, e parte dos afloramentos deste cobertos pelos depósitos da Bacia do Parnaiba, fazem com a
que reconstrução estratigráfica e a historia tectônica do Domínio Meio Coreaú seja difícil de
entender.
3
Figura 1. Esquema geológico da Província Borborema e Domínio Médio Coreaú( Modificado de Santos et
al., 2000)
4
O interesse em estuda-se a Formação Frecheirinha se deve ao fato que durante o
Neoproterozoico (1000-540 Ma) a Terra sofreu importantes mudanças climáticas, biológicas e
geoquímicas. Hoffman and Schrag (2000), em função de estudos quimioestratigráficos e
sedimentológicos, de diferentes unidades carbonáticas Neoproterozoicas, depositadas acima de
depósitos glacias, propuseram a hipótese de “Snowball Earth”. Esta hipótesis propõe que durante
este período ocorreram pelos menos dois eventos glaciais no Criogeniano Inferior (710Ma) e
Superior (635Ma), na qual a Terra foi completamente coberta por gelo. Portanto, as sequências
carbonáticas tornam se importantes para a reconstrução paleoclimática, paleogeográfica e
entendimento da evolução dos oceanos durante o Neoproterozoico.
1.1 Eventos glaciais Neoproterozoicos
!
Durante o Criogeniano (1000-635Ma), os continentes foram reunidos em um
supercontinente conhecido como Rodínia, que persistiu até 900 Ma, para depois, em torno de 725
Ma já localizado perto do equador, começar a quebrar-se. A quebra do Rodínia levou ao desvio de
grandes massas de terra para o hemisfério sul, no final do Criogeniano (635Ma) até o Ediacarano
(635-540Ma). Ao final do Ediacarano (540Ma) começou um novo processo de fusão dos
continentes. Em torno de 530 Ma, a maioria da área continental constitui um novo supercontinente
conhecido como Gondwana, que se estendeu desde o Pólo Sul a os trópicos e que perdurou até o
Fanerozoico.
5
O cenário tectônico que acontece durante o Neoproterozoico foi acompanhado por drásticas
mudanças climáticas representadas por três eventos glacias. As glaciações são conhecidas na
literatura, como : Criogeniana Inferior ou Sturtiana (740Ma, Brasier et al., 2000), Criogeniana
Superior ou Marinoana (635 Ma, Hoffmann et al., 2004) e Gaskeriana no final do Ediacarano (580
Ma, Bowring et al., 2003). As duas glaciações registradas durante o Criogeniano são de alcance
global e se definem dentro da teoria de “Snowball Earth”. Quanto a glaciação Gaskeriana ainda se
discute se corresponde a um evento global ou se é semelhante as que ocorreram durante o
Fanerozóico.
1.1.1 “Sonwball Earth”
A hipótesis de “Snowball Earth” (Hofmann et al,1998; Kirschivink, 2002; Hoffman & Schrag
(2002) consiste, basicamente, na idéia de que a superfície da Terra foi inteiramente congelada, o que
explicaria, a grande quantidade de registos de sedimentos glaciais depositados a baixas latitudes, ao
redor do mundo. Hoffman & Schrag (2002) apresentaram, algumas das condições tectônicas,
geoquímicas e físicas que favoreciam o desenvolvimento deste fenômeno. Consideraram que o
processo de fragmentação do Rodínia que determinou a distribuição de grandes massas de terra
entre médias e baixas latitudes, gerou novas condições climáticas, mais úmidas e quentes, que
provocaram o aumento da taxa de meteorização dos silicatos nos continentes. Este aumento teve
como consequência a redução dos chamados gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente de
CO2 e CH4. Esse aumento, produziu a queda das temperaturas, fazendo com que o frio se instalesse
como temperatura global com grandes áreas cobertas de gelo e neve. O gelo e a neve refletem mais
radiação solar do que a terra ou água líquida, provocando um "feedback positivo". Isso significa
que, se a Terra encontrava-se com uma metade coberta por gelo ou neve, o feedback se tornaria
auto-sustentável e o gelo glacial se espalha rapidamente para o equador.
6
Mesmo assim, com a Terra coberta por grossas camadas de gelo, a atividade tectônica continou ,
manifestando-se através de vulcões submarinos e aberturas, que aportavam quantidades de CO2
para água do mar e atmosfera através dos vulcões terrestres subglaciais.
A taxa de metorização dos silicatos, com a superfície coberta por gelo é nula, e o CO2 começa
a se acumular na atmosfera, aumentado a concentração de gases de efeito estufa, e gerando o
aumento da temperatura. Conforme o planeta aquecia, a umidade sublimada dos mares gelados
próximos ao equador, seria refrigerada nas elevações mais altas e alimentaria o crescimento de
geleiras continentais. A água exposta, que se formara nos trópicos, absorvera mais energia solar e
iniciara uma rápida elevação da temperatura global. As temperaturas superficiais se elevaram cerca
de 50°C, gerando condições climáticas tropicais, com intensos ciclos de evaporação e precipitação.
Estudos sedimetológicos, estratigráficos, paleomagnéticos e geoquímicos, que se vem
realizando até agora, nos diferentes perfis associados os eventos glacias Neoproterozoicos, revelam
um conjunto de características bem particulares que os permitem identificar. O mais importante, é a
que leva ao desenvolvimento da hipótesis de Snowball Earth é a presença de sequências carbonática
ssobrepostas e em contacto abrupto com os depósitos glaciais, são os denominados “cap
carbonates” (Hoffman et al., 1998; Kennedy et al., 2001). As capas carbonáticas representam uma
sequência transgressiva que revela a passagem abrupta de condições glacias para tropicais e o
subsequente aumento do nível do mar. Apresentam um arranjo característico da base ao top
composto por com dolomitas na base com estruturas sedimentares do tipo ripples gigantes e
peloides, que indica deposição rápida; e calcáreos em direção ao topo. Os calcáreos apresentam
cimento composto por cristais gigantes de aragonita, estruturas de escapamento de gás metano e
níveis estromatolíticos.
7
A necessidade de análises quimioestrarigráficos como ferramenta complementar no estudo de
sequências carbonáticas Neoproterozoicas, devido falta de dados bioestratigráficos e ausência de
rochas que permitam datacões radiomêtricas, tem sido fundamental para determinar idade e
condições de deposição. Kaufman e Knoll, 1995; Veizer et al.,1999; Jacobsen e Kaufman, 1999;
Knoll 2000; Sial et al., 2000; Melezhik et al., 2001; Halverson et al., 2011). O uso de isótopos de
carbono tem sido muito importante para caracterizar as capas carbonáticas, porque estes se
depositam em equilíbrio isotópico com a água do mar, e qualquer desvio do equilíbrio ou a
separação do carbono em reservatórios distintos, se reflete no valore de δ13C. O carbono tem dois
isótopos estáveis, 12C e 13C, dos quais o 12C é o dominante no sistema Terra. A variação de δ13C, se
calcula como na equação 1 e se expressa em partes por mil (‰), usando como padrão o Pee Dee
Belemnite (PDB), da Formação Pee Dee na Carolina do Sul nos EUA, e posteriormente o V-PDB
que corresponde á um padrão preparado em Viena, Austria, após o PDB original ter-se exaurido.
Partindo desses princípios, o estudo isotópico permite, reconstruir as variações no ciclo do carbono,
através de trends de variação secular δ13C (Hoffman et al., 1998; Kaufman e Knoll, 1995; Kha, et
al.1999). As curvas apresentadas, para diferentes capas carbonáticas, relacionadas com eventos
glacias Neoproterozóicos caracterizam-se por fortes oscilações entre valores positivos e negativos
de δ13C (Fig. 2). De forma geral, observa-se que os valores de δ13C negativos surgem antes das
glaciações e se recuperam gradualmente para valores positivos após o degelo (Halverson,et al.
2011), os valores negativos de δ13C, estariam relacionados com á diminuição da produtividade
biológica, como consequência das glaciações.
Grossas camadas de gelo, sobre o oceano gera
condições extremamente restritivas para actividade biológica e também favorece o desenvolvimento
de oceanos estratificados, devido a diminuição das correntes oceânicas.
8
Equação 1. δ13C = 13C/
12C
13C/ 12C
amostra - 1 x 103
amostra
Figura 2. Curva global de δ 13C, modificada de Halverson (2010).
9
Com o fim da glaciações, e a retomada das correntes de circulação dos oceanos, os processos
de ressurgimento, transportam para a superfície as águas anóxicas, com alto teor de alcalinidade,
liberando CO2 e depositando as capas carbonáticas com valores negativos de δ 13C.
A presença de depósitos de ferro, conhecidos como BIF (banded iron formation), sobrepostos
a depósitos glacias presentes no Grupo Rapitan no Cánada, as formações Chuos e Numees na
Namibia, o Grupo Jacadigo a Formação Puga no Cinturão Paraguai no Brasil, também ajudam a
entender a química dos oceanos durante o Neoproterozoico. Caracterizam-se por extensos depósitos
sedimentares de Fe (III) e chert, cuja origem não está diretamente associada com vulcões ou
atividade hidrotermal. Os BIFs associados a depósitos glaciais se geram devido a períodos de
concentração do elemento ferro livre, sem oxidação em águas profundas dos oceanos, que teriam
ficado pobres em oxigênio devido ao isolamento pelas camadas de gelo. Com o derretimento das
coberturas de gelo e o enriquecimento das águas com oxigênio, teria ocorrido a deposição das
formações ferríferas. Para Canfield (2008) os oceanos profundos durante o Neoproterozoico seriam
ricos em Fe, o que explicaria a presença de depósitos de ferro não relacionados a eventos glacias,
como acontece com o Grupo Arroyo del Solado, Uruguai, e propõe que o processo seria mais
complexo de que a passagem de oceanos sulfurosos para oxigenados como ocorreu do Arqueano
para o Proterozoico.
10
1.2 A vida durante o Neoproterozoico.
Durante o Neoporterozoico, teve lugar uns dos momentos mais importante na evolução da
vida na Terra, a diversificação de organismos unicelulares ou eucariotas, com o surgimento dos
metazoários. Os acritarcas, estão entre os eucariotas mais antigos no registro fóssil (2500-542Ma),
que compõem o fitoplâncton marinho (Fig.3 e 4). No registro geológico se observa o aumento da
presença dos acritarcas, durante o Meso e Neoproterozóico inferior, para depois sofren uma queda
durante eventos glaciais Criongenianos, e um rápido aumento no Ediacarano (Moczydlowska,
2008) (Fig.3).
A diverisificação e extinção dos organismos, está associada a períodos nos quais a Terra
passou por mudanças drásticas, como a quebra e formação de supercontinetes, glaciacões globais e
alterações na química dos oceanos.
Segundo a hipótesis de “Sonwball Earth”, o único refúgio para as bactérias e eucariotas
simples, seriam os lagos de água derretida, rachaduras de gelo ou veios hidrotermais, condições
extremas de sobrevivência, que funcionariam como ciclos genéticos seletivos (Hoffman, et al.,
1998; Hoffman & Schrag, 2002). Nesse ponto, existem divergências na comunidade científica, para
autores como Runnegar, 2000, e Moczydlowska, 2008, que através de modelos físicos e dados
paleobiológicos, determinaram que seria impossível a sobrevivência de qualquer organismo em
uma Terra coberta por grossas camadas de gelo por milhões de anos. Propusseram, que o modelo
mais apropriado seria o que denominaram de “Slushball Earth”. Nesse modelo, a Terra não teria
estado completamente coberta por gelo havia mar aberto ou finas camadas de gelo em oceanos
equatoriais o que permitiria a continuidade do ciclo hidrológico que supriria de nutrientes e canais
de dispersão através das correntes oceânicas, para os organismo.
Gaucher e Sprechman (2009) apresentam a diversificação dos acritacas, durante
11
o Neoproterozico em sete fases: (1) diversificação durante o Toniano e Criogeniano inferior; (2)
crise durante Criogeniano médio; (3) recuperação durante o Criogeniano médio; (4) crise durante o
Criogeniano superior; (5) recuperação no Ediacarano inferior; (6) a explosão durante o Ediacarano
médio;(7) crise no Ediacarano final. Cada uma dessa fases tem uma assembleía de organismos guia,
que permite identificar as, como se apresenta na figura 3.
Figura 3. Bioestratigrafia do Neoproterozoico (modificada de Gaucher e Sprechman, 2009). EELP: Early Ediacaran
Leiosphaeridia Palynoflora; ECAP: Ediacaran Complex Acantamorph Palynoflora; LELP: Late Ediacaran
Leiosphaeridia Palynoflora
12
1.3. Objetivos
1.3.1. Geral
Caracterizar desde o ponto de vista geoquímico, quimioestratigráfico (C e O) e
bioestratigráfico, os carbonatos da Formação Frecheirinha, como ferramenta para determinar a
idade, ambiente e contexto paleogeográfico durante a depositação dos mesmos.
1.3.2. Específicos
1) Elaborar as colunas estratigráficas correspondentes às diferentes unidades em estudo e coleta
de amostras.
2) Estudos geoquímicos dos carbonatos: elementos maiores, traços e terras raras.
3) Determinar os valores de δ13C, δ18O e 86Sr/87Sr e elaborar as curvas.
4) Coleta das amostras para realizar os estudos palinológicos.
13
1.4 Localização da área de estudo
A área de trabalho localiza-se, no entrono das cidades de Frecheirinha e Ubajara a 300 km
da cidade de Fortaleza. As principais vias de acesso ao local são as Rodovias BR 222 e BR 71 (Fig.
4).
.
Figura 4. Mapa de localização da área de estudo.
14
1.5 Organização da Teses
Esta teses e apresentada na forma de três artigos, os quais são organizados da seguinte forma: o
premer artigo apresenta, os resultados do estudos quimioestratigráficos, com dados de isótopos de
carbono e oxigênio. O segundo artigo, apresenta estudos palinologicos da Formação Frecheirinha,
enviado para Anais da Academia Brasileira de Ciências. O último capítulo, foi escrito em forma de
artigo, e apresenta a relação entre a Formação Frecheirinha e outras unidades carbonáticas
Neoproterozóicas, e su contexto paleogegrafíco durante o Edicarano.
15
CAPITULO II
16
II. MATERIAIS E MÉTODOS
Para realizar este trabalho de pesquisa foram cumpridas as seguintes etapas:
2.1.Análise bibliográfica
Compilação e estudo de antecedentes geológicos locais e regionais relacionados a área de
trabalho, como também a leitura de material científico específico (livros, artigos) sobre o tema
abordado nesta pesquisa.
2.2.Trabalho de Campo
2.2.2. Elaboração dos perfis estratigráficos.
Nesta etapa, reconheceu-se os tipos litológicos no campo, relações espaciais e genéticas,
características estruturais, entre diferentes unidades em estudo.
Foram selecionados sete pontos de interesse para á construção e colunas estratigráficas e posterior
coleta de amostras de calcários, para análises petrográficas e isotópicas.
2.3. Trabalho de Laboratório
2.3.1. Análises Petrográficas
Elaboração de lâminas delgadas, utilizando o método de laminação e polimento standard, de
Tucker (1989) e descrição petrográfica.
17
A partir deste estudo, realizou-se a seleção das amostras para análises químicas isotópicas,
optando por aquelas que apresentavam menos evidências de alterações. As amostras selecionadas
foram processadas nos laboratórios de laminação e microscopia óptica dos departamentos de
Geologia da Faculdade de Ciências (Uruguai) e no NEG-LABISE da UFPE (Brasil).
2.3.2. Análises de isótopos e química mineral.
As amostras selecionadas foram pulverizadas, utilizando um moinho de disco orbital 365
Ma do Laboratório de Preparação de Amostras (LPA), do Departamento de Geologia da UFPE.
Separou-se 20 mg de cada amostra, os que foram colocados cada uma em um tubo de reação para
reagir com ácido ortofosfórico, a seguir colocados em uma linha de extração de carbonatos para a
retirada do ar e implantação do vácuo.
Depois desta etapa, a amostra foi colocada em “banho-maria”, a uma temperatura de 25ºC, dando
início a seguinte reação:
5CaCO3 + 3H3PO4 → Ca5 (PO4)3 + 5CO2 +4H2O
Uma vez obtido o gás CO2, o mesmo é analisado em um espectrômetro de massa SIRA II da V.G.
ISOTECH, que permite a análise de
δ13 C e δ18 O. O padrão de correção utilizado é o BSC
(Borborema Skarn Calcite), calibrado contra NBS-18 (carbonatito), NBS-19(toilet seat limestone) e
NBS-20 (Solenhofen limestone).
18
A partir dos valores de δ13 C, selecionou-se algumas amostras para análises químicas de
elementos maiores e traças, no Laboratório de Fluorescência de Raios-X, equipado com a unidade
Rigaku RIX 3000 XRF, com um tubo Rh. Com essas análises, determinou-se a relação entre as
modificações presentes nos valores de δ13C e as modificações na química mineral.
2.3.4. Estudos Palinologicos
As macerações palinológicas de carbonatos foram preparadas no Laboratório de
Micropaleontologia da Facultad de Ciencias (Montevidéu). Após trituração e digestão das amostras
com ácido clorídrico concentrado, 72% de HF foi aplicado 24 horas. Finalmente, o resíduo foi
tratado com HCl para dissolver o fluoreto de ebulição que se tenha formado no passo anterior.
Adicionou-se água para neutralizar o sobrenadante, permitindo a resolução de pelo menos 30
minutos entre as lavagens. Os resíduos orgânicos foram recuperados por meio de uma peneira de
5um, armazenadas em frascos de vidro e montadas com gelatina-glicerina em lâminas de vidro
standard. Os microfósseis foram determinados sob um micorscopio Leica DM LP de polarização,
usando-se tanto luz transmitida como refletida.
19
CAPITULO III
20
C-isotope chemostratigraphy of the Ediacaran Frecheirinha Formation, Ubajara Group
Northeastern, Brazil
Leticia Chiglino1*, Alcides N. Sial1, Claudio Gaucher2, Valderez P. Ferreira1, Marcio M. Pimentel3
1NEG-LABISE,
Departamento de Geologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife,Brazil
2 Facultad
3
de Ciencias, Universidad de La República, Montevideo, Uruguay
Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil
____________________________________________________________________________
Abstract
The Middle Coreaú Domain, state of Ceará, is characterized by a series of NE-trending grabens and
horsts. The Ubajara Group is overlain by the Jaibaras Group, which contains soft-bodied fossils
assigned to the White Sea assemblage of the Ediacara fauna. The Ubajara Group is composed, from
base to top, of the following formations: (a) Trapiá (quartz conglomerate), (b) Caiçara (ferruginous
siltstones), (c) Frecheirinha (limestones and subordinate marls) and (d) Coreaú (sandstone and
greywacke). The Frecherinha formation is composed by limestones and subordinated marls at the
base and culminating with thick stromatolitic limestones, represent a shallowing-upward sequence.
The C-isotope curve obtained for the Frecheirinha Formation showing a negative values at the base
of -3.5 ‰, passing up section into a positive excursion with maximum values of +3.7 ‰. 87Sr/86Sr
values range from 0.7075 to 0.7080. Preliminary palynological studies yielded a low-diversity
microflora comprising Leiosphaeridia and subordinated Bavlinella. These data combined with
minimum age constraints of 560 ± 19 Ma provided by crosscutting mafic dykes suggest an early
Ediacaran depositional age between 635 and ca. 580 Ma.
The δ13C negative values at the base of the carbonates may not be associated with a glacial
event, but reflect sea-level and bioproductivity changes.
The Ubajara and Jaibaras groups are potentially important for our understanding of Ediacaran
biogeochemical evolution. Soft-bodied Ediacaran macrofossils, acritarchs and thick carbonate
deposits are important for the understanding of the biota and concomitant changes in seawater
isotopic composition.
Keywords: Ediacaran, isotope stratigraphy, acritarchs, Ubajara Group, northeastern Brazil,
Borborema Province
_______________________________________________________________________________
* Corresponding author; Phone/fax: 55-81-2126-8242, e-mail: leticia@ufpe.br
21
1. Introduction
The Neoproterozoic Era (1000-542 Ma) is characterized by significant changes in the
biosphere, geochemistry and tectonics of the Earth (Gaucher et al., 2009; Halverson et al., 2010).
Carbon and strontium isotope chemostratigraphy has been applied to different Precambrian
successions to determine the depositional age and test the correlation between units. One of the
most important features, observed in different sections of Neoproterozoic carbonates, are highamplitude oscillations between positive and negative δ13C values, associated to glacial events and
drastic paleoceanographic changes (Kaufman and Knoll, 1995; Jacobsen and Kaufman, 1999;
Melezhik et al., 2001; Hoffman and Schrag, 2002; Halverson. et al, 2010). The number of
glaciations that occurred during the Neoproterozoic is still matter of debate, but at least four are
widely recognized (e.g. Hoffman and Li, 2009), namely: Kaigas (740 Ma), early Cryogenian (~ 720
Ma), end-Cryogenian (~ 635Ma) and Gaskiers (582 Ma), of which the last three are represented in
South America (Gaucher et al., 2008; Sial et al., 2010; Alvarenga et al., 2011). The Ubajara Group
is a Neoproterozoic siliciclastic-carbonate sequence, located in the Médio Coreaú Domain,
Borborema Province (Costa. et al., 1973; Santos et al., 2008), where the carbonates are clustered
into the Frecheirinha Formation, consisting of limestones and subordinate marls. Sial et al., (2000),
reported the first chemostratigraphic data, and correlated the δ13C values (-8‰ to -1.2‰) of the
lower Frecheirinha Formation with similar C isotopic values of the Paranoá Group (Sial et al.,
2000). They proposed that these two units have been synchronously deposited.
In this paper we report new carbon-isotope and preliminary biostratrigraphic data for the
Frecheirinha Formation, an a contribute to the discussion regarding its age and relationships with
the Neoproterozoic glacial events.
2. Geology, stratigraphy and age
The Borborema Province located in northeastern Brazil, is the result of the convergence
between the São Luis-East African Craton and the Congo-São Francisco Craton, during the
formation of West Gondwana (Brito Neves et al., 2002; Almeida et al., 1981; Brito Neves and
Cordani, 1991). It is composed of three tectonic domains separated by two regional shear zones, the
Kandi-Transbrasiliano and the Patos-Garoua lineaments (Brito Neves. et al., 2001).
22
The Ubajara Group is located in the Médio Coreaú Domain, characterized by graben and
horst structures, which limits to the northeast with the Ceará Central Domain through the
Transbrasiliano Lineament (Caby et al., 1991, Santos et al. 2008) and represents the southeastern
extension of the Dahomeya–Pharusian Belts (Brito Neves et al., 2002). The geology of the Médio
Coreaú Domain is characterized by a Paleoproterozoic basement comprising migmatites and
gneisses of the Granja Complex (ca.2.3 Ga: Brito Neves et al., 1983), the Saquinho volcanic
sequence (ca. 1.79 Ga), and cover of the the volcano-sedimentary Martinopolé Group (ca 0.77 Ga,
Fetter, et al., 2003,Santos, et al., 2008) and the Ediacaran- Early Paleozoic Jaibaras Group (Oliveira,
2001, Gomez Barroso et al, 2012), it is intruded by Brasiliano-Pan-African granites (Santos et al.,
2002; Fig.1).
The deposition of Martinopolé Group is linked to extensional event around 777 ± 11 Ma, this
age was determined by U-Pb zircon from the unit metarhyolites and the Jaibaras Group composed
for siliciclastic and volcanics rocks deposited in the Jaibaras Basin, associated with the reactivation
of the Transbrasiliano lineament, during the Brasiliano-Pan African orogeny (622-535 Ma).
The Ubajara Group represents a proximal platform sequence (Costa et al.,1973; Radambrasil,
1981, Hackspacher, et al; 1988), the type area is located along the road BR 222 between Aprazível
and Saco towns, roughly 300 km of Fortaleza city (Ceará State)(Fig.1). This sedimentary sequence
reaches about 3000 m in thickness and is composed from base to top of: (a) Trapiá Formation
sandstones (b) Caiçaras Formation, fine-grained quartzites passing into red, finely laminated
siltstones (c) Frecheirinha Formation, pink and dark gray limestones and subordinated marls at the
base and gray limestones with microbial lamination at the top; (d) Coreaú Formation, sandstones
and graywackes (Fig.2)
The contact between the base of the Ubajara Group and the basement is not exposed, thrust
into the Saquinho sequence and Martinópole Group with northeastward vergence. The Jaibaras
Group overlies the Ubajara Group with erosional unconformity (Oliveira, 2000; Santos et al., 2008).
Gomes Barroso et al. (2012) reported the occurrence in the Jaibaras Group of typical Ediacaran
fossils such as Charniodiscus, Cyclomedusa, Ediacaria, Medusinites, Palaeophragmodyction,
Kimberella and Parvancorina. The assemblage is similar to that occurring in the White Sea, and,
therefore, of late Ediacaran age (560-542 Ma, Narbonne, 2005; Fedonkin et al., 2007). These
biostratigraphic data provide a minimum age constraint for the Frecheirinha Formation.
23
The age of the Ubajara Group is still uncertain due to the lack of reliable radiometric ages.
The minimum age is constrained by the following Rb-Sr ages: (a) Rb-Sr age of 560 ± 19 Ma
determined for the Coreaú dike swarm, which cuts the sequence (Sial & Long, 1987) and (b) a RbSr age of 540 ± 24 Ma (Sial, 1981) and U-Pb age of 532 ± 24 Ma (Fetter et al., 2003) obtained for
the Mucambo Granite which intrude the group and develops an important contact aureole.
Figure1.Geological map of the type area, showing the location of different section studied
(Modified from Costa et al. 1979)
24
Figure 2. Stratigraphic column Ubajara Group.
25
3. Materials and Methods
Carbon and oxygen isotope analyses were performed at the Stable Isotope Laboratory
(LABISE) of the Federal University of Pernambuco, Recife, Brazil. Least altered samples were
microdrilled with 1 mm drill and CO2 was extracted from these carbonate sample in high vacuum
line after reaction of 10-20 mg with phosphoric acid at 25º, and cryogenically cleaned, according to
the method described by Craig (1957). CO2 released was analyzed for O and C isotopes in a double
inlet, triple collector mass spectrometer (VG Isotech SIRA II or Thermofinnigan Delta V
Advantage), using the BSC reference gas (Borborema skarn calcite) that calibrated against NBS-18
(carbonatite), NBS-19 (toilet seat limestone) and NBS-20 (Solenhofen limestone), has a δ18O value
of -11.3% V-PDB and δ13 C -8.6% V-PDB. The external precision based on multiple standard
measurements of NBS-19 was better than 0.1% for carbon and oxygen. The results are expressed in
the δ-notation in parts per thousand in relation to the international V-PDB scale. Samples for Sr
isotopic analyses were pre-treated with ammonium acetate to remove adsorbed Sr (Montañez et al.,
1996) and then leached in 0.5 M acetic acid and centrifuged to separate the dissolved and insoluble
fraction. Sr was eluted from solution by ion exchange chromatography using Sr-Sepc resin.
87
Sr/86
Sr values were determined in static mode using a Finnigan MAT 62 (TIMS) seven collector mass
spectrometer at the University of Rio Grande do Sul (UFRS) Porto Alegre, Brazil. The isotopic
ratios were normalized to
87
Sr/86 Sr values of 0.1194 and the 2σ uncertainties on Sr isotope
measurements. Selected samples for analyzed major and trace elements at the LABISE, by X-ray
fluorescence, using fused beads and an automatic RIX-3000 (RIGAKU) unit. Fused beads were
prepared using Li fluoride and Li tetraborate and uncertainties were better than 5% for Sr and Fe
10% to Mn.
Palynological macerations of carbonates were prepared at the Micropaleontology
Laboratory of the Facultad de Ciencias (Montevideo). Following crushing and digestion of samples
with concentrated HCl, 72% HF was applied for 24hs. The organic residues were recovered by
means of a 5µm sieve, stored in glass flasks and mounted with glycerin-gelatine on standard glass
slides. Microfossils were determined under a Leica DM LP polarizing microscope, using both
transmitted and reflected light.
26
4. Studied sections and whole-rock geochemistry
The Frecheirinha Formation is a carbonate unit about 500 m in thickness, the type area is
located near the Frecheirinha town and the best exposures are observed at the quarry of the
Companhia Cearense de Cimento Portland (CCCP), north of the Aprazível village. The strata
exhibit very intense ductile deformation recorded by folds with axes oriented NE-SW and lowgrade metamorphism. Five sections of the Frecheirinha Formation were selected for this study (Fig.
1): the Angustura and Araticum sections, CCCP Quarry and Aroeira- Ibauna road.
The carbonates of the lower Frecheirinha Formation are well exposed at Angustura Farm
(ANG samples) and Araticum sections (ARAT). The Angustura Farm section is characterized by
limestones and marls rhythmites to the lower part, to gray laminates limestones toward the top.
(Fig.3.c). The geochemistry comprises (expressed as wt%) CaO between 51.8 - 46.86 (n = 10),
MgO between 2.4 -1.0 (n =10), SiO2 between 7.2 - 2.4 (n = 10), MnO between 0.11- 0.02 (n = 10)
and high Sr concentrations up to 2853 ppm.
The Araticum (ARAT) carbonates are marls and limestones rhythmites in the lower part and
dark gray to black, finely laminated, organic-rich limestones in the upper sections. The
geochemistry is: CaO between 27.0 - 56.2 % (n=13), MgO between 9.2- 0.36 % (n=13), SiO2
between 24.0-1.6 % (n=13), MnO between 0.01-0.04 % (n=13) and high Sr concentrations around
3399 ppm. Thin sections of the dark limestones show abundantframboidal pyrite, indicating
reducing conditions in the sedimentary environment.
The lower to middle part of the Frecheirinha Formation was sampled on core material at the
CCCP Quarry (Sial et al., 2000) and also at Frecheirinha Mine (MF samples). This profile is
characterized by gray, fine and laminated limestones (Fig.3.d), with the following composition:
CaO between 50.0-10.4 % (n=13), MgO between 12.5-1.5 % (n=13), SiO2 between 47.1-4.6 %
(n=13), and between 0.2 y 0.02 % (n=13). Carbonates cropping out along the Aroeira- Ibauna Road
(PE samples), represent the top of the unit, and are characterized by stromatolitic limestones
(Fig.3.g.h). The geochemistry is: CaO between 53.1- 51.9 % (n=4), MgO between 1.3-1.1 % (n=4),
SiO2 between 4.3-1.7 % (n=4), MnO between 0.05 -0.01 % (n=4) and high Sr concentrations around
2800 ppm.
27
Figure 3. Typical lithofacies of studied units. (a) Red, finely laminated siltstones of Caiçaras
Formation, (b) Thin section of ferrinous facies of Caiçaras Formation; (c) Limestones and
marls rhythmites of Angustura Farm (ANG) section; (d) Finely laminated gray limestone; (e)
Columnar stromatolites of PE section; (h) Detail view of stromatolite structure (PE).
28
5. Nature of isotopic signals
Samples were screened using different alteration proxies, such as δ13C vs δ18O, Mn/Sr vs.
δ13C, and δ13C vs [Sr] (Marshall, 1992; Derry et al., 1992; Kaufman and Knoll, 1995; Jacobsen and
Kaufman, 1999; Melezhik et al., 2001). Even though “threshold values” (e.g. δ18O>-10 ‰; Mn/
Sr<2) have been extensively used in the past as a means of assessing post-depositional alteration,
we consider co-variation of δ13C with geochemical and isotopic proxies to be a more robust
criteria. This approach enables us to take into account the different mineralogy of carbonate
samples (limestones, dolomitic limestones, dolostones, marl), which are characterized by different
primary δ18O, Mn/Sr and [Sr] values.
The δ13C vs δ18O crossplots (Fig.4 and 5) of all sections show some co-variation reflecting a
degree of diagenetic/metamorphic alteration, because the δ18O is sensitive to isotopic exchange
with meteoric or hydrothermal fluids and causing a decrease of them (Marshall, 1992; Kaufman
and Knoll, 1995). δ13C shows clear co-variation with Mn/Sr for the Frecheirinha Mine and
Angustura Farm sections, and poor or no co-variation for the Araticum and CCCP Quarry sections
(Fig.3 and 4.). On the other hand, δ13C vs [Sr] seems to be a more sensitive proxy than Mn/Sr in
the studied units, showing co-variation for all sections (Fig.3 and 4). In the CCCP Quarry section
we discarded two samples showing very negative δ13C values (-8 ‰) paired with anomalously low
Sr concentration (Fig.4.a), even though post-depositional alteration is not evident in the δ13C vs
δ18O crossplot. Likewise, in the middle part of the Angustura Farm section moderately negative
values are interpreted as resulting from secondary alteration.
The Ubajara Group is intruded by granitic bodies that develop important contact aureoles
such as the Mucambo Granite (Sial et al, 1989. Fig. 1), which would explain the very low δ18O
values, observed for the MF, CCCP and ANG sections, and may be the cause of post-depositional
alteration. However, most samples studied retain near-primary δ13C values and can therefore be
used for chemostratigraphy.
29
Figure 4. Crossplots of δ13C vs δ18O, δ13C vs Mn/Sr and δ13C vs Sr for limestones for the Araticum
(ARAT) and Angustura Farm sections (ANG)
30
Figure 5. Crossplots of δ13C vs δ18O, δ13C vs Mn/Sr and δ13C vs Sr for the limestones of Mine
Frecherinha(MF) and Companhia Cearense de Cemento Portland (CCCP)
31
6. Chemostratigraphy
The samples were collected approximately every meter along the profiles, with a total of 115
analyses of C and O isotopes, in addition to analyses already reported by Sial et al. (2000).
The dark gray to black, laminated limestones of the Araticum section (Fig.5.c) starting with a
negative δ 13C excursion (-3 ‰), followed by values that oscillate around 0 ‰, similar to the lower
part of the Frecheirinha Mine section (Fig. 5d). Up section, δ13C values increase, reaching +2.4 ‰
at the top. The Angustura Farm profile (Fig.5b) is characterized by limestone-marl rhytmites at the
base, with positive δ13C values around +1 ‰, which pass toward the top into gray limestones
characterized by increased δ13C values of up to +3.1 ‰. Stromatolitic limestones of the upper
Frecherinha Formation are exposed in the Aroeira-Ibauna road profile (PE samples) (Fig.5.e), and
yielded negative δ13C values (-3 ‰) at the base that change abruptly to positive δ13C values up to
+3 ‰ for the rest of the section.
All five sections show very similar patterns of δ13C evolution. The δ13C curve thus obtained for
the Frecheirinha Formation is characterized by:
(a)
negative δ13C values down to - 3.5 ‰ for the carbonates at the base, followed by
(b)
a positive excursion comprising the middle and upper Frecheirinha Formation, with δ13C
values reaching peak values of +3.7 ‰.
87Sr/86Sr
values between 0.7075 and 0.7080 were reported by Sial et al(2003) from the upper
part of the CCCP Quarry section (Fig.5.a).
32
Figure 6 . Litho- and chemostratigraphic profiles of the Frecherinha Formation.(a) Comapahia Cearense de Cemento
Portland (CCCP) ( Sial et al, 2000); (b) Angustura Fram section.(c) Araticum section; (d) Mine Frecheirinha (MF)
section for CCCP quarry; (d) Aroeira-Ibauna(PE) section.
33
7. Acritarch biostratigraphy
An occurrence of carbonized acritarchs present in carbonates and marls of the Frecheirinha
Formation at the Araticum section, which exhibit a range of colors from dark gray to black and
opaque, suggesting metamorphic temperatures exceeding of 200-250 ºC (Teichmüller et al., 1998).
This is consistent with the occurrence of tremolite in the Angustura section, which indicate the
beginning of the greenschist facies.
Despite the advanced thermal alteration of acritarchs, they can be classified using reflected
light techniques. Three different forms were identified:
(1) Leiosphaeridia minutissima Naumova (1949), emend. Jankauskas et al. (1989): psilate, thinwalled acritarchs ranging between 10 and 70 μm in diameter (Fig.6)
(2) Leiosphaeridia tenuissima Eisenack (1958): psilate, thin-walled acritarchs ranging between 70
and 80 μm in diameter and exhibiting common, concentric folds (Fig6).
(3) Bavlinella faveolata (Schepeleva) Vidal (1976), synonym of Sphaerocongregus variabilis
Moorman (1974): single spheroidal vesicles made up of dozens of tightly packed, micron-sized (1-3
μm) microspheres. They occur both in palynological macerations, as carbonized remains, or in thin
sections largely replaced by hematite. Diameter of colonies vary between 20 and μm. (Fig6)
Both Leiosphaeridia and Bavlinella are long-ranging microfossils, but occur as an assemblage
in the early and latest Ediacaran successions worldwide (e.g. Germs et al., 1986; Gaucher et al.,
2003, 2008; Gaucher and Germs, 2006; Grey et al., 2003). Gaucher and Sprechmann (2009)
recognize two similar assemblages in the Ediacaran: the Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora
(EELP) following the suggestion of Grey et al. (2003) and the younger Late Ediacaran Leiosphere
Palynoflora (LELP). The main difference resides in the larger size of leiosphaerids and the less
abundance of Bavlinella in the EELP as compared with the LELP (Gaucher and Sprechmann,
2009). Considering the age constraints mentioned above for the Frecheirinha Formation, we
tentatively assign our fossil material to the EELP assemblage.
34
Figure 7. Acritarchs determined for Araticum section. (a) Bavlinella faveolata (Schepeleva) Vidal
(1976) single vesicules, in thin sections largely replaced by hematite; (b) Bavlinella
faveolata ,carbonized specimen; (d) Leiosphaeridia tenuissima Eisenack (1958)
8. Discussion
The age of the Frecheirinha Formation is constrained by the following data:
(1)
87Sr/86Sr
(2)
Negative δ13C values at the base of -3.5 ‰, passing up section into a positive excursion with
values between 0.7075 - 0.7080 (Sial et al, 2003),
maximum values of +3.7 ‰
(3)
An acritarch assemblage associated either with Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora (EELP),
or with the Late Ediacaran Leiosphere Palynoflora (LELP).
(4)
Basic dykes crosscut the unit and yielded a Rb-Sr isochron of 560 ± 19Ma
(5)
Soft-bodied macrofossils of the Ediacara Fauna, which can be assigned to the White Sea
assemblage (Narbonne, 2005), were preliminary described from the overlying Jaibaras Group.
These data taken together suggest an early Ediacaran depositional age for the unit between 635
and 580 Ma (Jacobsen and Kaufman, 1999; Melezhik et al., 2001; Gaucher and Sprechmann, 2009;
Halverson, 2010). An age between 580 and 560 Ma is unlikely, because complex acantomorph
acritarchs characteristic of that period (ECAP assemblage: Grey et al., 2003) do not occur in the
Frecheirinha Formation.
35
Two glacial events, associated with negative δ13C excursions, are defined in the 635-580
Ma period: the end-Cryogenian (~ 635Ma) and Gaskiers (582 Ma, Bowring et al., 2003, Kaufman
and Knoll, 1995; Hoffman et al., 2002; Frimmel, 2010; Halverson, et al., 2010). However, no
glacial rocks were described so far from the Ubajara Group (Costa, et al., 1979; Hackspacher, et al.,
1988). The lithologies at the base are coarse sandstones of the Trapiá Formation and fine sandstones
and red ferruginous laminated siltstones of the Caiçaras Formation (Fig.2a). The lamination of the
siltstones is characterized by intercalated, iron rich levels with up to 60% iron oxide and fine, light
brown, massive siltstones. The ferruginous facies may show fine inner laminations, and quartzfeldspathic, subangular clasts with sizes ranging from millimeters to 1 cm; some of them clearly cut
lamination (Fig. 2.b). These rhythmites represent an environment below fair-weather wave base,
where the high percentage of iron oxides suggest an important input of iron during deposition. The
presence of iron formations, including BIF, is a recurring feature in Ediacaran units, such as the
Rapitan-type banded iron formation of the Jacadigo Group (Alvarenga et al., 2011) and diamictites
of the Puga Formation (Piacentini et al., 2007), located in the southern Paraguay Belt. Detrital
zircon ages range from 706 to 1990 Ma. (Babinski et al., 2013), Ar-Ar ages on cryptomelane of 587
± 7 Ma (Piacentini et al., 2013) and stratigraphic relationships (Alvarenga et al , 2011) suggest
either a end-Cryogenian or Gaskiers age for the Jacadigo Group and the corelative Puga Formation.
The Puga Formation is overlain in the southern Paraguay Belt by the late Ediacaran Tamengo
Formation (Gaucher et al., 2003, Boggiani et al., 2010).
In the northern Paraguay Belt, a glacigenic diamictite is overlain by the Araras Group
including a cap dolomite of the Mirassol d'Oeste Formation (Alvarenga et al., 2008). These
dimictites are likely older than the Puga Formation sensu stricto in the southern Paraguay Belt
(Alvarenga et al., 2011). The Gaskiers glaciation is represented in the northern Paraguay belt by
diamictites of the Serra Azul Formation (Alvarenga, et al., 2007) in the upper Araras Group.
The absence so far in the Ubajara Group of clear glacial deposits and sedimentary features
typical of post-glacial cap carbonates (Hoffman and Schrag, 2002) do not allow us to relate the
Freicherinha Formation to any glacial event. Alternatively, negative isotopic-C values at the base of
the unit may be related with periods of low plankton bioproductivity or sea level fluctuations
(Gaucher et al., 2004; Frei et al., 2011).
36
Siltstones of the Caiçaras Formation represent a transgression, and the ferruginous facies
could be explained by the ferruginous ocean hypothesis of Canfield et al. (2008). The authors
propose that most of the Neoproterozoic
amounts of dissolved iron as Fe
2+.
oceans had low concentrations of sulphate and large
BIFs not related to glacial events occur in the late Ediacaran
Arroyo del Soldado Group in Uruguay (Gaucher et al., 2004; Frei et al., 2013) and also in the
Seridó Group (Sial et al., 2011; Sena Campos, 2011). Ferruginous deep water conditions were
probably more common than is believed in the Ediacaran ocean.
9. Conclusions
The Ubajara and Jaibaras groups are potentially important for our understanding of Ediacaran
biogeochemical evolution. Soft-bodied Ediacaran macrofossils, acritarchs and thick carbonate
deposits are important for the understanding both the biota and concomitant changes in seawater
isotopic composition.
The C-isotope curve obtained for the Frecheirinha Formation is carachterized by negative
values at the base of -3.5 ‰, passing up section into a positive excursion with maximum values of
+3.7 ‰ with negative.
87Sr/86Sr
values range between 0.7075 and 0.7080. Preliminary
palynological studies yielded a low-diversity microflora comprising Leiosphaeridia and
subordinated Bavlinella. These data, combined with minimum age constraints of 560 Ma provided
by crosscutting mafic dykes, suggest an early Ediacaran depositional age between 635 and ca. 580
Ma.
The lack of clear glacial deposits and typical cap carbonates suggest that the negative δ13C
values at the base of the unit may be related to other processes, such us sea-level or bioproductivity
oscillations.
37
10. Acknowledgements
We thank Gilsa M. Santana and Vilma S. Bezerra for assistance with stable isotope analyses
in the LABISE. This study was partially supported by by grants to ANS (CNPq 470399/2008,
CNPq 472842/2010-2, and FACEPE APQ 0727-1.07/08). This is the NEG-LABISE contribution n.
260.
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44
CAPITULO IV
45
Acritarchs of the Ediacaran Frecheirinha Formation,Ubajara Group, Northeastern Brazil
Leticia Chiglino1*, Claudio Gaucher2, Alcides N. Sial1, Valderez P. Ferreira1
1NEG-LABISE,
2 Facultad
Departamento de Geologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife,Brazil
de Ciencias, Universidad de La República, Montevideo, Uruguay
_______________________________________________________________________________
Abstract
We report for the first time the occurrence of organic-walled microfossils in Ediacaran carbonates
and marls of the Frecheirinha Formation, Ubajara Group, and the first Precambrian acritarchs so far
reported from northeastern Brazil. The assemblage of the Frecheirinha Formation represents a lowdiversity microflora comprising Leiosphaeridia, Lophosphaeridium and subordinated Bavlinella.
On the basis of the microfossils, reported absolute ages and stratigraphic relationships, we assign
the fossil assemblage to the Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora assemblage (EELP),
suggesting an early Ediacaran depositional age for the unit around 635-580 Ma. The absence so far
in the Ubajara Group of clear glacial deposits and sedimentary features typical of post-glacial cap
carbonates do not allow us to relate the Freicheirinha Formation to any glacial event. Therefore, the
negative δ 13C values (-3.5 ‰) at the base and positive δ 13C values (3.5 ‰) that characterize the
rest of the unit, may be related with periods of low and high plankton bioproductivity and/or sealevel oscillations. The carbonates of the Frecherinha Formation are potentially important for our
understanding of Ediacaran biogeochemical evolution.
Keywords: Acritarchs, Ediacaran, Neoproterozoic, Northeastern Brazil
_______________________________________________________________________________
46
1. Introduction
The Neoproterozoic is characterized by extreme climate change, oscillations in
!
oceanic geochemistry, a significant oxygenation event, and the diversification of the marine biota
(Willman et al., 2006). Several near-global glacial events ocurred between 740 and 580 Ma,
considered as a bottleneck for marine biota evolution (Kaufman and Knoll, 1995; Hoffman and
Scharg., 2002; Moczydłowska, 2008; Frimmel, 2010; Halverson, et al., 2010).
Neoproterozoic body fossils have been described from a few successions in Brazil, the most diverse
being the assemblage preserved in the late Ediacaran Corumbá Group, Mato Grosso do Sul (e.g.
Beurlen and Sommer, 1957; Zaine and Fairchild, 1985; Gaucher et al., 2003; Warren et al., 2012).
Until recently, no Neoproterozoic body fossils were known from northeastern Brazil. Soft-
bodied macrofossils typical of the Ediacara Fauna, which can be assigned to the White Sea
assemblage (Narbonne, 2005), were preliminary described from the Jaibaras Group, Ceará (Gomes
Barroso et al., 2012). The Jaibaras Group overlies with erosional unconformity the Ubajara Group,
which comprises thick carbonates of the Frecheirinha Formation. The Ubajara Group represents a
proximal platform sequence, located in the Médio Coreaú Domain, Borborema Province. This
Domain is characterized by graben and horst structures, which limits to the northeast with the Ceará
Central Domain through the Trasbrasiliano Lineament (Caby et al., 1991, Santos et al. 2008). The
age of the carbonates of the Frecheirinha Formation is loosely constrained by C- and Srchemostratigraphy and radiometric ages as late Neoproterozoic (Sial et al., 2003; Chiglino et al.,
submitted).
47
In this work, we describe organic-walled microfossils (acritarchs) from the
Frecheirinha Formation, which contribute towards our understanding of the depositional
environments, age and thermal overprint of the Ubajara Group. These are the first Precambrian
acritarchs so far reported from northeastern Brazil.
2. Lithostratigraphy and age
The Ubajara Group represents a proximal platform sequence (Costa et al.,1973; Radambrasil, 1981;
Hackspacher et al., 1988), the type area is located along the road BR 222 between Aprazível and
Saco towns, roughly 300 km from Fortaleza city (Ceará State; Fig.1). This sedimentary sequence
reaches 3000 m in thickness and is composed from base to top of: (a) Trapiá Formation sandstones
(b) Caiçaras Formation, fine-grained quartzites passing into red, finely laminated siltstones (c)
Frecheirinha Formation, pink and dark gray limestones and subordinated marls at the base and gray
limestones with microbial lamination at the top; (d) Coreaú Formation, sandstones and graywackes.
The contact between the base of the Ubajara Group and the basement is not exposed.
The Frecheirinha Formation is a carbonate unit about 500 m in thickness, the type area is located
near the Frecheirinha town and the best exposures are observed at the quarry of the Companhia
Cearense de Cemento Portland (CCCP), north of Aprazível. The strata exhibit intense ductile
deformation recorded by folds with axes oriented NE-SW and low-grade metamorphism.
Carbonates are characterized by limestones and marly rithymites in the lower part, passing into dark
gray to gray, fine, laminated, stromatolitic limestones at the top.
48
The Araticum profile, located between Frecheirinha and Ubajara village (Fig. 1), was
selected for the palynological study. There, limestone-marl rhythmites occur at the base, which pass
into dark gray to black, finely laminated, organic-rich limestones at the top (Fig.2)
Figure 1. Geological map of the studied area, showing the Ubajara Group and sampled outcrops of
the Frecheirinha Formation (Araticum Section) (Modified Costa et al, 1979).
49
The Jaibaras Group overlies the Ubajara Group with erosional unconformity (Oliveira,
2000; Santos et al., 2008). Gomes Barroso et al. (2012) reported the occurrence in the Jaibaras
Group of typical Ediacaran fossils such as Charniodiscus, Cyclomedusa, Ediacaria, Medusinites,
Palaeophragmodyction, Kimberella and Parvancorina. The assemblage is similar to that occurring
in the White Sea, and, therefore, of late Ediacaran age (560-542 Ma: Narbonne, 2005; Fedonkin et
al., 2007). These biostratigraphic data provide a minimum late Ediacaran age constraint for the
Frecheirinha Formation.
The age of the Ubajara Group is still uncertain due to the lack of reliable radiometric ages.
The minimum age is constrained by the following Rb-Sr ages: (a) a Rb-Sr age of 560 ± 19 Ma
determined for the Coreaú dike swarm, which crosscuts the sequence (Sial and Long, 1987) and (b)
a Rb-Sr age of 540 ± 24 Ma (Sial, 1981) and U-Pb age of 532 ± 24 Ma (Fetter et al., 2003) for the
Meruoca Granite, which intrudes the group and develops an important contact aureole.
Chemostratigraphic data presented by Chiglino et al. (submitted) favor an Ediacaran
depositional age for the Frecheirinha Formation. Combined with the biostratigraphic and
radiochronologic data mentioned above, an early Ediacaran depositional age between 635 and 560
Ma is considered most probable for the unit.
50
Figure 2. Lithostratigraphy of the Ubajara and Jaibaras groups, showing stratigraphic range of fossils
occurring in these units.
51
3.Materials and Methods
Palynological macerations of carbonates were prepared at the Micropaleontology
Laboratory of the Departamento de Geología, Facultad de Ciencias (Montevideo). The method
avoids centrifugation or use of ultrasonic bath to avoid breakage of fragile specimens (e.g. Gaucher
et al., 2008). Following crushing and digestion of samples with concentrated HCl, 72% HF was
applied for 24hs. After neutralization, boiling HCl was applied to remove fluorides formed in the
previous step. The remaining solution was diluted with water and the supernatant discarded after
allowing at least 30 minutes for particle settling. The organic residues were recovered by means of a
5µm sieve, stored in glass flasks and mounted with glycerin-gelatine on standard glass slides.
Microfossils were determined under a Leica DM LP polarizing microscope, using both transmitted
and reflected light (Pflug and Reitz, 1992).
Twelve samples of carbonates and marls of the Frecheirinha Formation at the Araticum section
were analyzed. Acritarch preservation is quite poor, mainly due to advanced carbonization,
corrosion and fragmentation.
Despite the advanced thermal alteration of acritarchs, they can still be classified using reflected
light techniques described by Pflug and Reitz (1992).
52
4. Results
4.1. Preservation and thermal alteration
!
Although entire, fairly well-preserved specimens are common, most of the organic remains
are fragmentary and/or corroded to some degree. Moreover, acritarchs exhibit advanced
carbonization, showing colors from dark gray to black (Figs. 3-5). Corresponding Thermal
Alteration Index (TAI) ranges from 4+ to 5, suggesting metamorphic temperatures exceeding
200-250 ºC (Teichmüller et al., 1998). It is not yet clear if this metamorphic overprint is of a
regional nature or, more probably, related to the voluminous granitic intrusions affecting the
succesion, such as the Meruoca and Mucambo granites (Fig. 1).
4.2. Systematic palaeontology
Repository All palynological slides, containing specimens described here, are kept in the
Precambrian collection of the Departamento de Paleontología, Facultad de Ciencias (Montevideo,
Uruguay). The position of specimens in the slides are clearly marked on corresponding duplicates.
53
Incertae sedis
Group Acritarcha Evitt (1963)
Genus Leiosphaeridia Eisenack (1958), emend. Downie and Sarjeant (1963), emend. Turner (1984)
Type species: Leiosphaeridia baltica Eisenack (1958)
Leiosphaeridia tenuissima Eisenack (1958)
Fig. 3 a-c
1958 Leiosphaeridia tenuissima Eisenack: pl. 1.2-1.3
1994 Leiosphaeridia tenuissima Butterfield et al.: fig. 16I
1994 Leiosphaeridia tenuissima Hofmann and Jackson: figs. 12E
1998 Leiosphaeridia tenuissima Gaucher et al.: fig. 4.6
2000 Leiosphaeridia tenuissima Gaucher: pl. 11.5
2003 Leiosphaeridia tenuissima Gaucher and Germs
2004c Leiosphaeridia tenuissima Gaucher et al.: fig. 4D
2005a Leiosphaeridia tenuissima Gaucher et al.: fig. 8g-h
2008 Leiosphaeridia tenuissima Gaucher et al.: figs. 3B-I
Material. Slides Arat 29A-1, Arat 29E-7 and Arat 29E-9. Ten fairly well-preserved specimens and
fragments in macerations of carbonates, Frecheirinha Formation.
Description. Thin-walled, psilate, originally spheroidal vesicles with common folds. Diameter
ranging between 70 and 100µm (mean=84µm; N=5). Two different patterns of folding of the walls
were observed in the vesicles, a simple, psilate sphaeromorphs with mainly concentric folds (Fig.
3.a); and vesicles with a microplicate wall (Fig.3.b,c).
54
Figure 3. Sphaeromorphs of Frecheirinha Formation recovered from limestones (Araticum Section)
by means of standard palynological maceration. a- Leiosphaeridia tenuissima Eisenack (1958),
specimen Arat 29A-1, b-L. tenuissima Eisenack (1958), specimen Arat 29E-9, c-L. tenuissima
Eisenack (1958), specimen Arat 29E-7.
55
Remarks. L. tenuissima is the most frequent species in the black limestones for Araticum
section, and represents the base of the Frecherinha Formation. Two different wall structures are
included here under L. tenuissima: one with a thin but still competent wall, the other with a very
thin, pliable
membrane. The same wall structure has been observed in specimens from other Ediacaran units in
South America: Las Ventanas Formation of Uruguay (Gaucher et al., 2008), and the Sierras Bayas
Group of Argentina (Gaucher et al., 2005b).
Leiosphaeridia minutissima Naumova (1949), emend. Jankauskas et al. (1989)
Fig. 4a
1992 Leiosphaeridia minutissima Butterfield and Chandler: figs. 3A-3I
1994 Leiosphaeridia minutissima Hofmann and Jackson: figs. 15.9-15.15, 15.16
1996 Leiosphaeridia minutissima Hofmann and Jackson: figs. 12A-C
2000 Leiosphaeridia minutissima Gaucher: p. 66
2008 Leiosphaeridia tenuissima Gaucher et al.: fig. 3A
Material. Slides ARAT 20B, 29A-5, 29B, 34A and 35A, few specimens and vesicle-fragments in
palynological macerations of carbonates, Frecheirinha Formation.
Description. Thin-walled and, psilate, originally spheroidal vesicles with common, irregular to
concentric folds. Diameter ranging from 40 to 70 µm (mean= 57 µm; N=3; Fig.3.a).
Remarks. The specimens show irregular folds on the wall which appear as darker patches and
soft waves.
56
Fig.4. a- Leiosphaeridia minutissima Naumova (1949), specimen Arat 29A-5, b- Leiosphaeridia
jacutica (Timofeev, 1966), specimen ARAT 29E-8, c- Lophosphaeridium sp, specimen
110227/2B-2.
57
We apply here the criteria established by Jankauskas et al. (1989) for the classification of
leiospherids . This taxon occurs as a subordinate component of the microbiota of Frecheirinha
Formation.
Leiosphaeridia jacutica (Timofeev, 1966) emend. Mikhaylova and Yankauskas in
Jankauskas et al., 1989
Fig. 4b
1989 Leiosphaeridia jacutica Maikhayloav and Jankauskas: fig 3a,b,7,9
1994 Leiosphaeridia jacutica Butterfield et al.: fig. 16H
Material. Four carbonized specimens in palynological macerations, Araticum Section
(sample ARAT 29).
Description.
Several thick-walled, spheroidal vesicles, characteized by a rough surface,
concentric folds and diameter roughly between 100 and 200 µm. Most specimens are opaque in
transmitted light, and only a few are translucent (Fig. 4b).
Remarks. The thicker walls compared to L.tenuissima cause the opaqueness of the vesicles.
The species is a common constituent of Neoproterozoic microbiotas worldwide.
58
Genus Lophosphaeridium Timofeev (1959), ex Downie (1963), emend. Lister (1970)
Lophosphaeridium sp.
Fig. 4c
Material. Poorly preserved and few specimens in palynological maceration 110227/2B-2 of
carbonates in the Araticum Section. .
Description. Robust-walled vesicles with verrucate, plicated surface. Verrucae are less than
1µm in diameter. Folds are prominent and the diameter of the only complete specimen observed is
46 µm. (Fig.4.c)
Remarks. These sphaeromorphs are left in open nomenclature because of the small number
of specimens observed and poor preservation. Although we cannot totally rule out that these are
degraded (corroded) Leiosphaeridia specimens, the regularity of the verrucae suggest that they are
original structures and not taphonomic artifacts. The microfossils described under this taxon are
similar to those reported by Gaucher et al. (2008) under Lophosphaeridium sp. for the Las Ventanas
Formation (Uruguay).
59
Kingdom Eubacteria Woese & Fox (1977)
Phyllum Cyanobacteria Stanier et al. (1978)
Classis, Ordo et Fam. indet.
Genus Bavlinella (Schepeleva) Vidal (1976)
Type species. Bavlinella faveolata (Schepeleva) Vidal (1976)
Bavlinella faveolata (Schepeleva) Vidal (1976)
Fig. 5
Type specimen. German et al. (1989) designated a lectotype for the species from the Kotlin
Formation of the former USSR. This lectotype has been also illustrated by Schopf (1992: pl. 54-J).
Therefore, the valid designation of a lectotype supersedes any previous restriction of the application
of the name of the genus and species Bavlinella faveolata. Sphaerocongregus variabilis Moorman
(1974) is thus to be considered as a junior synonym (Gaucher et al., 2003).
Material. Seven specimens occur both in thin section ARAT 30 and palynological
macerations (ARAT 20, 29C and 35B) of carbonates from the Frecheirinha Formation
Description. The observed specimens are mainly single spheroidal vescicles made up of
tens of tightly-packed, micron-sized (1-2 μm) microspheres (Fig. 5.a), thus corresponding to the
endosporangia morphotype of Moorman (1974).
Two types of preservation were observed:
carbonized remains, occurring in macerations, and hematized specimens (only in thin sections).
Both types of preservation are common for the species (e.g. Gaucher, 2000; Gaucher et al., 2003;
Gaucher and Germs, 2006). Diameter of vesicles ranges between and 20 μm (mean= 15 μm, N= 8 )
60
Remarks. B. faveolata is a subordinate component in the acritarch assemblage, which is
clearly dominated by leiosphaerids.
Fig.5. a-Thin section of limestone (Araticum section) showing hematized Bavlinella faveolata
(Schepeleva) Vidal (1976), specimen ARAT 30 (arrowed), b- Bavlinella faveolata from a
palynological maceration of black limestone, specimen ARAT 29C-8 in transmitted light. c-Same
specimen as previous in combined reflected-transmitted light, showing individual microspheres.
5. Discussion
The evolution of acritarchs in the Ediacaran (ca 635-542Ma) can be divided in three phases
(Gaucher & Sprechmann, 2009):
(a) The Ediacaran Leiosphere Palynoflora (ELP; Grey 2005), re-named as Early Ediacaran
Leiosphere Palynoflora (EELP: Gaucher & Sprechmann, 2009), which is characterized by
Leiosphaeridia-dominated assemblages, typically with large acritarchs >200 μm in diameter.
Bavlinella faveolata is a subordinated component and acanthomorphs are absent. This
61
assemblage occurs in successions deposited after the end-Cryogenian glacial event (635Ma), and
before the Gaskiers glacial event at ca. 580 Ma (Liu et al., 2013).
(b) The Ediacaran Complex Acanthomorph Palynoflora (ECAP: Grey et al., 2003; Grey, 2005) best
represented in China and Australia, and made up of a diverse assemblage of spiny acritarchs
(acanthomorphs).It has been recently divided in a lower Tianzhushania spinosa-assemblage, only
represented in the lower Doushantuo Formation, and an upper, more widespread Tanarium anozosTanarium conoideum assemblage (Liu et al., 2013).
(c) The Late Ediacaran Leiosphere Palynoflora (LELP; Gaucher and Sprechmann, 2009) marks a
late Ediacaran crisis, represented by a low-diversity assemblage, characterized mainly by
Leiosphaeridia sp, abundant Bavllinela faveolata, colonial microfossils of the genus Soldadophycus
(ci) and small acanthomorphs of the genus Asteridium. Soft-bodied and skeletal metazoans co-occur
with the depauperate acritarch assemblage. This assemblage spans the period between ca. 560
Ma and the Neoproterozoic-Cambrian boundary at 541 Ma (Gaucher and Sprechmann, 2009).
The low diversity fossil assemblage of the Frecheirinha Formation comprises Leiosphaeridia,
Lophosphaeridium and subordinated Bavlinella faveolata. Both Leiosphaeridia and Bavlinella are
long-ranging microfossils, but occur as an assemblage in the early and latest Ediacaran successions
worldwide (e.g. Germs et al., 1986; Gaucher et al., 2003, 2008; Gaucher and Germs, 2006; Grey et
al., 2003). Morphologically complex acritachs with a diversity of processes, appear for the first
time in the Neoproterozoic (Huntley et al., 2006), but these do not occur in the Frecheirinha
Formation.
62
The abundance of Leiosphaeridia sp, less abundance of Bavlinella, absence of ECAP
acritarchs and the soft-bodied metazoans reported from the overlying Jaibaras Group, suggest an
assignment of our fossil material to the Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora assemblage
(EELP), and a depositional age for the Frecheirinha Formation between ca. 635 and 580 Ma. This
acritach assemblage represents the initial recovery of the marine biota after the extreme climatic
conditions that prevailed during the end-Cryogenian glacial event (ca. 635Ma). The absence so far
in the Ubajara Group of clear glacial deposits and sedimentary features typical of post-glacial cap
carbonates (Hoffman and Schrag, 2002) do not allow us to relate the Frecheirinha Formation to any
glacial event. Chemostratigraphic studies of the carbonates (Sial et al., 2003; Chiglino et al.,
submitted), reported negative δ 13C values (-3.5 ‰) at the base of the unit that may be related to
periods of low plankton bioproductivity or sea level fluctuations (Gaucher et al., 2004; Frei et al.,
2011). The dark gray to black, laminated limestones of the Araticum section, start with a negative
δ13C excursion (-3 ‰), followed by positive values up to +3 for the rest of the unit. The samples
analyzed in this study come from the interval with positive δ 13C values.
According to Hyde et al (2000), Runnegar (2000) and Moczydlowska (2008), the “slushball
Earth model” would better explain the evolution of acritarchs before, during and after the extreme
Neoproterozoic glacial events. This model describes the presence of a circum-equatorial zone of
open waters, where plankton could survive in the ice-free open waters or continental shelves. More
studies are required to determine if the lower Frecheirinha Formation was deposited during one of
these glacial events, despite the fact that sedimentological evidence of such an event is so far
lacking. Alternatively, it could have ben deposited between ice ages where no glacial rocks are to be
expected.
63
6.Conclusions
The low-diversity microflora comprising Leiosphaeridia, Lophospheridium and
subordinated Bavlinella, found in carbonates of the Frecheirinha Formation, is here assigned to the
Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora (EELP), and suggests a depositional age between 635 and
580 Ma. These are the first Precambrian acritarchs so far reported from northeastern Brazil. Their
thermal alteration index (TAI) between 4+ and 5, suggests metamorphic temperatures exceeding
200-250 ºC, which are probably related to intruding granitic plutons.
A negative δ 13C excursion, occurring below the fossil-bearing carbonates, lacks associated glacial
deposits. If this negative excursion is related to the end-Cryogenian glacial event it may provide
evidence supporting the non-global nature of ice cover (“slushball Earth hypothesis”). Thus,
carbonates of Frecherinha Formation are potentially important for the understanding of Ediacaran
biogeochemical evolution.
7. Acknowledgements
This study was partially supported by grants to ANS (CNPq 470399/2008, CNPq 472842/2010-2,
and FACEPE APQ 0727-1.07/08).
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70
CAPITULO V
71
Carbonatos Ediacaranos da Formação Frecherinha (Grupo Ubajara), Domínio Médio
Coreaú - Província Borborema : implicações paleogeográficas e paleoclimáticas.
Leticia Chiglino
NEG-LABISE, Departamento de Geologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife,Brazil
____________________________________________________________________________
Resumo
A Província Borborema, localizada no nordeste do Brasil, foi formada em sua maior parte,
durante a orogenia Brasiliana - Pan Africana (700 e 500 Ma), pela convergência dos crátons São
Luis - Oeste Africano e São Francisco. Simultaneamente aos eventos tectônicos, drásticas mudanças
climáticas, aconteceram durante o Neoproterozóico, com importantes consequências na evolução
dos organismo e na química dos oceanos. A glaciação Cryogeniana Inferior ou Marinoana, tem
lugar entorno de 635 Ma. No Brasil, as capas carbonáticas relacionadas á esse evento, são
representada pelos, carbonatos da Formação Marissol d’Oeste no Cinturão Paraguai, Formação Sete
Lagoas no cinturão Brasilia, e na Província Borborema, no Domínio Setentrional, pelos mármores
Ediacaranos da Formação Jucurutu, Grupo Seridó. No Domínio Meio Coreaú, os carbonatos da
Formação Frecheirinha de idade Ediacarana, apresentam valores negativos de δ 13C -3 ‰, sem
depósitos glaciais associados, são repostados para esta unidade, os primeiros acritarcos précambrianos, até agora relatados para o nordeste do Brasil.
Pelo arcabouço tectônico dos continentes, durante o Ediacarano, essa sequências carbonáticas,
possivelmente, estão associadas ao mesmo oceano de águas frias Pharusiam-Goías, em margens
continentais diferentes. Se á excursão negativa de δ
13C
da Formação Frecherinha ,não está
relacionada ao evento glacial, no final Criogeniano, pode fornecer evidências que suportaram a
natureza não-global de cobertura de gelo ("hipótese slushball Terra").
Palavras chaves: Ediacarano, Provincia Borborema, Glaciação Cryogeniana , capas carbonáticas,
____________________________________________________________________________
72
1-Introdução
O Neoproterozóico (1000-540Ma) tornou-se importante para estudar e entender a evolução
tectônica, do clima e da vida na Terra. Durante esse período, entre 1000-750 Ma, o supercontinente
Rodínia fragmenta-se, aproximadamente aos 600 Ma inicia um novo processo de fusão dos blocos
continentais, que irão formar o continente Gondwana. Os processos de fragmentação e fusão, vão
se desenvolver de forma diacrônica nas diferentes placas, de acordo com a tectônica local (Brito
Neves, et al.,2003).
A Província Borborema (Almeida, 1981), que compreende parte do nordeste do Brasil, foi
formada principalmente durante a orogênia Brasiliana - Pan Africana (700 e 500 Ma; Brito Neves &
Cordani, 1991), pela convergência dos cratons São Luis - Oeste Africano e São Francisco. A
subdivisão da província em sectores e domínios, com base em sua evolução tectônica e
estratigráfica, é proposta por vários autores como Jardim de Sá & Hachspacher,(1980); Santos &
Brito Neves (1984), Caby et al. (1991), Van Schmus et al. (1995a,b) entre outros. Brito Neves et al.
(2000), a dividiu em quatro domínios, separados entre si por lineamentos e zonas de cizalhamento
de escala continental: (a) Domínio Médio Coreaú, entre o Lineamento Transbrasiliano (NE) e o
Cráton São Luis-África (NW); (b) Domínio Setentrional, posicionado entre os Lineamentos
Transbrasiliano (NE-SW) e Patos (W-E); (c) Domínio Transversal situado entre os lineamentos
Patos e Pernambuco (EW) na parte central da província; (d)Domínio do Sul, ao sul do Lineamento
Pernambuco (Fig.1)
73
Figura1.Esquema simplificado da Província Borborema e geología do Domínio Meio Coreaú.
(Modificado de Santos et al.,2008).
Contemporâneo aos eventos tectônicos, drásticas mudanças climáticas aconteceram durante
o Neoproterozoico, com importantes consequências na evolução dos organismo e na química dos
oceanos. Três eventos glaciais são registrados durante esse período; no Criyogeniano
Inferior (710Ma), no Criogeniano Superior (635Ma) e final do Ediacarano (540 Ma) (Halverson,
2011)
Os registros associados as glaciações Neoproterozóicas se caracterizam pela presença de
capas carbonáticas, sobrepostas a rochas de origem glacial, que evidenciam a passagem abrupta de
clima frio para tropical e, em alguns casos, presença de formações de ferro bandeadas (BIFs).
74
As capas carbonáticas, apresentam características sedimentológicas e geoquímicas
particulares, que permitem diferenciá-las. As flutuação abruptas entre valores negativos e positivos
de δ
13C,
vem sendo usada como ferramenta importante, para determinar e correlacionar, esses
eventos glaciais. Estudos estratigráficos, sedimentológicos, paleomagnéticos e geoquímicos desses
registros, sugerem que as glaciações Criogenianas são de escala global, no contexto da hipóteses de
“ Snowball Earth” (Hofmann et al., 1998, Hofmann e Scharg, 2002). A extensão da glaciação
Gaskeriana, ainda é discutida, se corresponde a um evento global, ou se assemelha as que
ocorreram durante o Fanerozóico. .
Na Província Borborema, no Domínio Setentrional, o Grupo Seridó apresenta valores
negativos de δ 53Cr nos BIFs, associados as valores negativos de δ 13C, dos mármores da Formação
Jucurutu, considerados como uma capa carbonática, depositada após à glaciação Marinoana. A
idade proposta para a Formação Jucurutu é Ediacarana, em torno de 630-610 Ma. (Campos, 2011).
No Domínio Meio Coreaú, os carbonatos da Formação Frecheirinha, também de idade Ediacarana
(Chiglino et al.,a. submetido), apresentam valores negativos de δ
13C,
sem depósitos glacias
associados.
Essas duas sequências carbonáticas, com idades similares e ambientes de deposição
aparentemente diferentes, tornam-se importantes para estudar a evolução tectônica da Província
Borborema e os eventos glaciais durante o Neoproterozóico.
75
2. Contexto geológico da área de estudo.
2.1 Domínio Meio Coreaú
Localiza-se no estado do Ceará, no setor noroeste da Província Borborema, limita-se na sua
porção norte com o cratón São Luís, a oeste com a Bacia paleozóica do Parnaíba e, o sul, com o
Domínio Ceará Central, pelo Lineamento Transbrasilano, que representa uma mega zona de
cizalhamento, que se estende desde o nordeste da África Ocidental, até a região central do Brasil
(Fig.1). O arcabouço geológico do Domínio Meio Coreaú é caracterizado por unidades que vão
desde o Paleoproterozóico até o Cambriano, representadas por: (a) Maciço Granja de idade
paleoproterozóica (Brito Neves, 1983); (b) Formação Saquinho que representa uma sequência
vulcano-sedimentar, com idade U–Pb 1790Ma, em zircões de metariolites intercaladas (Santos,
1999); (c) Grupo Martinópoles constituído principalmente por quartzitos, micaxistos, paragnaisses,
mármores e metavulcânicas, com metamorfismo fácies xisto verde e fácies anfibolito, com idade de
777 ± 11Ma, determinada nas rochas vulcânicas intercaladas (Fetter et al., 2003); (d) Grupo
Jaibaras, sequência vulcano-sedimentar de idade Ediacarana-Cambriana, caracterizada pela
presença de fauna Ediacarana (566-560 Ma), na Formação Pacujá (Oliveira, 2000; Barroso Gomes,
et al., 2011). Uma importante atividade magmática relacionada com a orogenia Brasiliana, tem seu
registro na Província Borborema. No Domínio Meio Coreaú está representada pelos diques de
Coreaú, os granitos Chaval, Tucunduba, Meruoca, Mucambo e a Suíte vulcânica Parapuí.
O arcabouço tectônico regional caracteriza-se por falhas transcorrentes, de empurrão e zonas
de cisalhamento de grande escala, com direção E- W para NE-SW, geradas principalmente durante a
orogenia Brasiliana entre 622 e 532Ma ( Santos et al., 2008).
76
2.2. Formação Frecheirinha, Grupo Ubajara
O Grupo Ubajara representa uma sequência de plataforma marinha raso, conformada de base
ao topo pelos arenitos da Formação Trapiá, pelitas avermelhadas da Formação Caiçaras,
que contém até 60% de FeO na matriz, calcários cinza e margas subordinadas da Formação
Frecheirinha, e no topo, por arenitos e grauvacas da Formação Coreaú. O Grupo Ubajara encontrase em contatos tectônicos com as outras unidades do entorno, recortado pelos diques de Coreaú
(560 Ma, Sial and Long.1981) e intrudido pelo pluton Meuroca (540 Ma; Sial, 1989)
A Formação Frecheirinha, se apresentam como faixas irregulares, com direção NE-SE, no
em torno da cidade de Frecheirinha. A maior espessura com 300 metros encontra-se na área da
concessão da empresa Votorantim S.A, antiga Companhia Cearense de Cimento Portland.
A
formação é constituída por calcários finos, de colorações preta e cinza escuro, laminados e
intercalados na base, com níveis de margas e, para o topo, observa-se a presença de laminação
biogênica. Analises geoquímicos determinam valores de CaO entre 57 e 10 wt % , entre 0.04 e 2.4
w% de MgO, e alto teor de Sr, que alcança até 3399 ppm, o que estariam indicando, uma possível
mineralogia original de composição aragônitica. Os valores de δ
13C
caracterizam-se por valores
negativos de δ13C em torno de -3 ‰ na base e positivos no topo, com valores máximos de 3.7 ‰
PDB (Fig.2.A). A relação de
86Sr/87
Sr, determinada em sessões do meio para o topo da unidade,
tem valores entre 0.7075 e 0.7085 (Fig.3).
77
Figura.2. Curvas de δ13C e
86Sr/87
Sr da Formação Frecherinha: (A) Perfil composto; (B) Perfil
Companhia Cearense de Cimento Portland (Sial, 2000); (C) Perfil Angustura.
78
Pela primeira vez Chiglino et al.,b (submetido), reporta a ocorrência de microfósseis de
parede orgânica, como os primeiros acritarcos pré-cambrianos, até agora identificados, no nordeste
do Brasil. Apresentam baixa diversidade, com predominância de Leiosphaeridia e Bavlinella
subordinada.
A idade Formação Frecheirinha tem sido inferida como Neoproterozóica, em função de que,
são recortados pelos Diques de Coreaú de 560 Ma, intrudidos pelo granito de Meuroca de 540 Ma e,
sobrepostos pelo Grupo Jaibaras de idade Edicarano-Cambriano 566-520 Ma (Oliveira, 2000;
Barroso Gomes, et al.,2012). A partir dos valores de δ13C entre -3 e 3.7 ‰ V-PDB, e a relação 86Sr/
87
Sr entre 0.7075 e 0.7085, comparados com as curvas globais de Sr e δ13C; e a assembléia de
palinomorfos encontrados, como parte da Early Ediacaran Leiosphere Palynoflora assemblage
(EELP) (Gaucher & Sprechmann, 2009), considera-se como Ediacaranos entre 635-580 Ma
(Jacobsen & Kaufman, 1999, Halverson, 2011). Segundo Santos et al., (2011) o metamorfismo de
fácies anfibolita do Grupo Martinópoles, e, xisto verde do Grupo Ubajara, são consequências da
primeira fase de deformação, durante o início da orêgenia Brasiliana, aproximadamente aos 620
Ma, que determinou a colisão continental, resultando no desenvolvimento do Lineamento
Transbrasiliano. Portanto, a idade sugerida de deposição da Formação Frecheirinha, seria entre 635
e 620 Ma.
3-Discussão e Conclusões
A ruptura do supercontinente Rodinia, teve como conseqüência, a abertura e fechamento de
diversos oceanos, durante os períodos Meso e Neoproterozóico. Criou-se uma região entre os
crátons Congo- São Francisco-Amazônia e do Oeste Africano, compostos de bacias, oceanos locais
e, um oceano maior, conhecido como Farusian, entre o extremo norte do cráton do Oeste Africano e
79
Amazônico. O oceano Farusian formou-se aproximadamente aos 800 Ma após a ruptura ao longo da
margem leste do cráton do Oeste Africano. A extensão sul desse oceano, corresponde ao oceano
Goiás, situado no SW entre o Cráton Amazônico e Cráton do Congo (Brito Neves, et al.,1999).
Durante o processo de fusão até á formação do Gondwana-Oeste entre 635-600 Ma, esses oceanos
começaram a se fechar. A porção sul do Lineamento Transbrasiliano, marca a zona de sutura do
encerramento do oceano Goiás e, do lado africano, o Cinturão Trans-Saharan, para o oceano
Farusian, conformando a zona de mega cisalhamento Transbrasiliano-Kandi .
Contemporâneo com esses eventos tectônicos, tem lugar a ultima glaciação durante o Cryogeniano
(635Ma). As capas carbonática, relacionadas com esse evento no Brasil, estão representadas por:
(a) Ao longo da margem sul do Cratôn Amazônico, norte do Cinturão Paraguai, pelos carbonatos da
Formação Marissol d’Oeste, na base do Grupo Araras (Nogueira, 2003; Alvarenga et al, 2008), e
depositados sobre as diamictitas da Formação Puga 706 ± 9Ma (Babinski, et al., 2013). Os
carbonatos apresentam valores de δ13C, entre -10 e -1.7 ‰ V-PDB nas dolomitas, entre -5.4 e 1‰
V-PDB nos calcários laminados e valores de
86Sr/87
Sr entre 0.7040 e 0.7080 (Alvarenga et al.,
2008).
(b) No Cráton São Francisco, no Cinturão Brasília, a Formação Sete Lagoas, base do Grupo
Bambuí , sobreposto a rochas glaciais da Formação Jequitaí. Reportam-se valores de δ13C entre
-1 e + 5 ‰ V-PDB e 87Sr/86Sr entre 0.7074 e 0,7078. A idade máxima de sedimentação do Grupo
Bambuí é estimada em 610 Ma, conforme isócronas U/P extraídas de zircões detríticos
provenientes de diferentes níveis de terrígenos associados à Formação Sete Lagoas e a
Formação Serra de Santa Helena (Lima,2012)
80
(c)
Na Província Borborema, no Domínio Setentrional, pelos niveis carbonatos da Formação
Jucurutu, definidos para o Grupo Seridó (Fig.4). Apresentam valores de δ13C entre -7 e +10 ‰
V-PDB, e 86Sr/87 Sr 0.7074, e teriam sido depositados entre 620 Ma e 595 Ma (Campos, 2011).
Formações Ferríferas Bandadas, encontram-se intercaladas com os carbonatos.
Grupo Ubajara não tem depósitos glacias ou BIF’S, associados e, a Formação Frecheirinha
não tem características sedimentológicas das capas carbonáticas pós-glaciais (Hoffman and Schrag,
2002). Os valores δ13C negativos (-3 ‰) na base dos carbonatos, possivelmente estão relacionados
á períodos de baixa bioprodutividade do plâncton ou, flutuações do nível do mar (Gaucher et al,
2004; Frei et al 2011).
A falta de evidencias de um evento glacial no Grupo Ubajara, a diferencia das outras
unidades mencionadas, podem ser explicada segundo Chiglino, et al.b (submetido) pela teoria de
“slushball Earth” (Hyde et al, 2000; Runnegar,2000 ; Moczydlowska, 2008). Nesse caso a Terra não
estaria completamente coberta por gelo no final do Cryogeniano, e existiriam zonas de águas
abertas perto do equador e plataformas livres de gelo.
Pela idade determinada para os carbonatos da Formação Frecheirinha (635-620 Ma), deve ser
contemporâneos, com as diferentes unidades acima descritas. O Lineamento Transbrasiliano, que
marca o limite entre o Domínio Meio Coreaú e o Domínio Setentrional, representa á sutura do
oceanos Fharusian-Goiás, durante a primeira fase da orogênia Brasíliana. . Dados geofisicos e
geológicos, determinam uma zona de sutura, aparentemente oceânica, abaixo da cobertura
sedimentar da Bacia de Parnaíba, que continua, até o sudoeste do Cinturão Brasilia, o que sugere,
que ambos oceanos estavam interligados no final do Neoproterozoico ( Fetter, et al., 2003; Santos,
81
et al., 2011) (Fig.3). Pelo arcabouço tectônico, proposto para o final do Cryogeniano- Ediacarano, a
deposicão dessas sequências carbonáticas, possivelmente estejam relacionadas ao mesmo oceano de
águas frias, o Fharusian-Goiás (Fig.3).
Figura 3 . Distribucão dos oceanos e blocos continentais no Ediacarano. ( Modifacado de Hasui.
2010).
82
Na Província Borborema, a evidencia da existência de um domínio oceánico, antes da fusão
do Gondwana Ocidental, esta dada pelo Batolito de Santa Quinteira, no Domínio Setentrional. Com
idades U-Pb entre 665 e 622, representa as raízes de um arco continental, devido a que junto com os
granitos e dioritas que conforma suite, encontra-se sedimentos caracteristicos de bacias de antepáis
e retroarco, típicos de ambientes de subducção ( Fetter, et al., 2003). Dados de Sm-Nd do Grupo
Ubajara , reportam uma ampla gama de idades TDM entre 2,87 Ga a 1,62 Ga, principalmente
entorno de 2,4 Ga, indicando que a principal fonte dos sedimentos, vem das rochas embasamento
do Domínio Médio Coreaú (Santos et al., 2002, Santos et al., 2011).
Pode-se concluir de forma preliminar, que os carbonatos Ediacaranos da Formação
Frecheirinha e Jucurutu, representados na Província Borborema, foram depositadas nas margens
continentais, de blocos crustais diferentes, e em ambientes diferentes associados possivelmente ás
águas do mesmo oceano Pharusian -Goiás.
Portanto, a Formação Frecheirinha, torna-se fundamental para a reconstrução paleogeográfica e á
evolução dos organismos, entre à ruptura de Rodinia e a formação do continente Gondwana. Como
também para entendimento dos eventos glacias durante o Neoproterozóico
4- Referências
83
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87
CAPITULO VI
88
VI. CONCLUSÕES
1- A Formação Frecheirinha é constituída por calcários finos, de colorações preta e cinza escuro,
laminados e intercalados na base, com níveis de margas e, para o topo, observa-se a presença de
estromatolitos do tipo LLH.
2- A falta de registros glaciais no Grupo Ubajara podem ser explicadas por: (a) o grupo foi
depositado durante o período integlacial, (b) a Terra não estaria completamente coberta de gelo
durante o final do Cryogeniano e, a teoria de “slushball Earth” (Hyde et al, 2000; Runnegar, 2000;
Moczydlowska, 2008) seria a mais adequada, na qual é definida uma zona circum- equatorial de
águas abertas, ou, plataformas continentais livres de gelo, que permitiria a sobrevivência da vida.
3- A idade da Formação Frecheirinha é limitada pelos seguintes dados:
(1)
Valores de 87Sr/86Sr entre 0.7075 e 0.7080
(2)
Valores negativos de δ13C en la base de -3.5 ‰, passando para uma excursão positiva com
valor máximo de +3.7 ‰ em direção ao topo.
(3)
assembléia acritarcas prsentes, faz parte da chamada “Early Ediacaran Leiosphere
Palynoflora (EELP)”
(4)
Diques básicos que cortam a unidade de idades Rb-Sr de 560 ± 19Ma
(5)
Macrofósseis de corpo mole da Fauna Ediacara, que podem ser atribuídos á assembléia do
“White Sea”(Narbonne, 2005), presentes no Grupo Jaibaras, sobrejacente ao Grupo Uabjara.
89
4- Por primeira vez é relatada a presença de acritarcas na Formação Frecherinha e para o nordeste
do Brasil.
5-Os carbonatos da Formação Frecherinha, são potencialmente importantes para entender a
evolução bioquimica dos oceanos durante o Ediacarano.
6- De forma preliminar, conclui-se que a Formação Frecheirinha e Jucurutu, foram depositadas ás
margens continentais, de blocos crustais diferentes, associadas possivelmente ás águas do oceanos
Farusian -Goiás.
7- A Formação Frecheirinha, torna-se fundamental para a reconstrução paleogeográfica e á evolução
dos organismos, entre à ruptura de Rodinia e a formação do continente Gondwana.
O arranjo tectônico das diferentes unidades, que conformam o Domínio Médio Coreaú, é produto
de eventos ocorridos entre 1790 e 532 Ma, o qual se reflete em uma estrutura tectônica complexa,
que requer maiores estudos estruturais, em detalhes, para posssibilitar uma melhor correlação com
outras unidades da America do Sul e da África.
90
VII. REFERÊNCIAS
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139
95
APÊNDICE
96
Table 1. C and O isotope analyses, major and trace chemistry. Oxides in wight % and trace elements
in ppm.
Sample
Height*
δ13 C ‰
V-PDB
δ18 O ‰
V-PDB
CaO
(a)
MgO
SiO2
Al2O3
MnO
Rb
Sr
Mg/Ca
Mn/Sr
Angustura Farm section
ANG 1
0
0.08
-14.29
ANG 2
5
0.84
-12.10
ANG 3
20
0.73
-11.72
ANG 4
25
0.54
-16.48
ANG 5
30
0.58
-13.59
ANG 6
38
1.8
-9.71
ANG 7
40
3.11
-7.1
ANG 8
41
1.14
-9.71
ANG 9
43
0.74
-11.71
ANG 10
45
1.06
-11.39
ANG 11
46
0.85
-11.09
ANG 12
47
0.76
-11.80
ANG 13
48
0.76
-11.86
ANG 14
49
0.35
-11.87
ANG 15
51
0.76
-14.03
ANG 16
55
0
-12.43
ANG 17
57
0.35
-14.11
ANG 18
58
-0.42
-12.44
ANG 19
59
0.27
-12.94
ANG 20
61
0.52
-13.16
ANG 21
62
0.41
-12.47
ANG 22
64
0.55
-12.35
ANG 23
68
0.71
-12.34
ANG 24
70
0.34
-12..00
ANG 25
72
1.12
-11.48
ANG 26
74
0.41
-12.47
ANG 27
76
1
-12.54
ANG 28
82
0.64
-13.01
ANG 29
84
0.61
-13.28
ANG 30
88
0.73
-12.86
ANG 31
90
0.93
-11.72
ANG 32
93
0.37
-13.27
51.6
0.96
3.4
0.3
0.02
5
2853
0.02
0.01
49.5
1.7
6.2
1.0
0.1
10
431
0.03
0.12
51.8
2.0
3.3
0.4
0.03
5
1372
0.16
0.02
46.8
2.1
7.2
2.5
0.03
27
1299
0.04
0.02
50.1
2.2
4.5
0.42
0.05
11
992
0.04
0.04
49.4
1.6
5.1
3.7
0.04
7
850
0.032
0.01
49.7
1.3
4.1
3.4
0.03
8
1162
0.026
0.02
51.2
1.5
3.542
0.5
0.07
8
952
0.02
0.06
52.2
1.4
2.4
0.4
0.05
10
1062
0.02
1,2
49.7
2.1
4.0
0.7
31
19
1317
0.3
0.02
(b) Araticum section
ARAT 1
0
-0.07
-10.38
ARAT 2
1
-2.63
-9.15
56.2
0.7
1.56
0.14
0.01
1
809
0.01
0.01
ARAT 3
2
-0.43
-10.82
53.5
0.8
4.67
0.4
0.02
3
1385
0.01
0.01
ARAT 4
3
0.05
-10.88
ARAT 5
6
0.46
-9.818
45.9
2.1
7.2
3.4
0.02
2
1870
0.04
0.01
ARAT 6
8
0.12
-9.77
47.2
2.2
1.1
3.4
0.02
3
2405
0.06
0.01
ARAT 7
10
0.16
-10.03
ARAT 8
11
0.22
-9.37
97
ARAT 9
12
-0.19
-9.86
50.3
1.3
8.1
1.3
0.02
1
986
0.02
0.01
ARAT10
ARAT11
13.4
14.4
0.03
-0.44
-9.45
-7.39
43.6
92
24
5
0.04
41
807
0.10
0,04
ARAT12
16.4
-0.79
-9.58
43.6
4.2
12.4
1.3
0.03
6
917
0.01
0.02
ARAT13
17
-0.63
-9.94
ARAT14
18
-0.15
-7.16
ARAT15
18.5
-0.25
-10.05
ARAT16
20
0.08
-8.44
ARAT17
21
0.12
-8.43
44.4
3.5
5.4
3.5
0.02
8
1413
0.03
0.01
ARAT18
23
0.17
-8.17
54.1
1.7
2.4
0.4
0.01
3
1722
0.10
0.00
ARAT21
26
-0.36
-9.71
52.4
1.8
4.6
0.4
0.01
4
1971
0.02
0.00
ARAT25
28
-0.21
-9.80
48.0
1.9
8.03
1.6
0.02
12
3445
0.03
0.00
ARAT26
31
0.3
-9.72
47.3
1.6
8.7
1.9
0.02
18
3399
(c) Companhia Cearense de Cimento Portland Poty section (Mine Frecheirinha)
0.03
0.01
MF 1
MF 2
0
2
-0.82
-0.75
-11.83
-12.09
25.1
0.14
37.7
1.1
0.14
33
365
0.2
0.29
MF 3
4
-0.36
-9.32
12.7
9.1
40.1
8.1
0.14
124
112
0.6
0.96
MF 4
6
-0.39
-9.79
MF 5
8
-0.21
-8.71
19.2
12.52
28.4
4.4
0.15
65
168
0.55
0.69
MF 6
10
-0.22
-9.10
MF 7
12
-0.11
-9.42
10.4
8.3
47.1
8.1
0.11
137
110
0.67
0.77
MF 8
14
-0.39
-9.65
3.4
3.6
30.5
5.2
0.08
43
283
0.1
0.21
23.5
5.7
30.1
9.6
0.12
82
231
0.2
0.4
29.4
5.8
31.9
1.6
0.08
26
318
0.16
0.19
31.7
3.3
17.6
11.3
0.04
110
318
0.08
0.05
38.9
3.281
18.766
2.837
0.04
18
402
0.07
0.01
41.8
3.5
13.7
2.3
0.03
9
565
0.07
0.06
MF 9
17
0.00
-13.11
MF 10
19
0.39
-14.19
MF 11
21
-0.1
-13.44
MF 12
22
-0.04
-14.49
MF 13
23
-0.13
-13.49
MF 14
25
-0.12
-15.25
MF 15
27
0.16
-16.18
MF 16
30
0.00
-15.44
MF 17
33
0.24
-14.95
MF 18
35
0.1
-14.75
MF 19
37
0.24
-14.95
MF 20
39
0.1
-16.62
MF 21
41
0.49
-12.51
18.8
6.5
39.4
7.6
0.08
98
343
0.29
0.18
MF 23
45
1.04
-14.2
49.6
1.5
5.1
1.0
0.05
9
1247
0.03
0.03
MF 24
47
0.88
-13.19
MF-25
49
1.11
-13.41
MF 26
MF 27
51
53
0.69
0.99
-12.99
-14.32
48.2
1.8
6.8
0.9
0.02
9
1562
0.03
0.001
MF 28
55
1.33
-8.36
MF 29
57
1.01
-12.45
49.1
1.8
4.8
1.2
0.03
496.5
11
1145
0.03
MF 30
59
0.88
-12.83
MF 31
61
1.2
-10.7
49.4
1.4
4.3
1.5
0.02
335.7
11
1145
0.24
MF 32
63
0.99
-10.16
98
MF 38
75
0.89
-11.5
MF 39
77
1.19
-10.88
79
0.29
-11.53
MF 41
81
0.64
-11.27
MF 42
83
0.82
-13.92
MF 43
85
0.88
-11.91
MF 44
87
0.28
-11.77
PE 1/15
32
2.95
-11.03
PE 1/17
47
2.42
-15.88
PE 1/19
87
1.35
-10.85
PE 1/21
108
1.19
-12.10
PE 1/23
120
0.78
-14.30
Sample
Height*
MF 40
(d) Road Aroeira-Ibaúna section
δ13 C ‰
V-PDB
δ18 O ‰
V-PDB
CaO
(a)
MgO
SiO2
Al2O3
MnO
Rb
Sr
Mg/Ca
Mn/Sr
Angustura Farm section
ANG 1
0
0.08
-14.29
ANG 2
5
0.84
-12.10
ANG 3
20
0.73
-11.72
ANG 4
25
0.54
-16.48
ANG 5
30
0.58
-13.59
ANG 6
38
1.8
-9.71
ANG 7
40
3.11
-7.1
ANG 8
41
1.14
-9.71
ANG 9
43
0.74
-11.71
ANG 10
45
1.06
-11.39
ANG 11
46
0.85
-11.09
ANG 12
47
0.76
-11.80
ANG 13
48
0.76
-11.86
ANG 14
49
0.35
-11.87
ANG 15
51
0.76
-14.03
ANG 16
55
0
-12.43
ANG 17
57
0.35
-14.11
ANG 18
58
-0.42
-12.44
ANG 19
59
0.27
-12.94
ANG 20
61
0.52
-13.16
ANG 26
62
0.41
-12.47
ANG 27
64
0.55
-12.35
ANG 228
68
0.71
-12.34
ANG 29
70
0.34
-12..00
ANG 30
72
1.12
-11.48
ANG 31
74
0.41
-12.47
ANG 32
76
1
-12.54
51.6
0.96
3.4
0.3
0.02
5
2853
0.02
0.01
49.5
1.7
6.2
1.0
0.1
10
431
0.03
0.12
51.8
2.0
3.3
0.4
0.03
5
1372
0.16
0.02
46.8
2.1
7.2
2.5
0.03
27
1299
0.04
0.02
50.1
2.2
4.5
0.42
0.05
11
992
0.04
0.04
49.4
1.6
5.1
3.7
0.04
7
850
0.032
0.01
49.7
1.3
4.1
3.4
0.03
8
1162
0.026
0.02
51.2
1.5
3.542
0.5
0.07
8
952
0.02
0.06
52.2
1.4
2.4
0.4
0.05
10
1062
0.02
1,2
99
(b) Araticum section
ARAT 1
0
-0.07
-10.38
ARAT 2
1
-2.63
-9.15
56.2
0.7
1.56
0.14
0.01
1
809
0.01
0.01
ARAT 3
2
-0.43
-10.82
53.5
0.8
4.67
0.4
0.02
3
1385
0.01
0.01
ARAT 4
3
0.05
-10.88
ARAT 5
6
0.46
-9.818
45.9
2.1
7.2
3.4
0.02
2
1870
0.04
0.01
ARAT 6
8
0.12
-9.77
47.2
2.2
1.1
3.4
0.02
3
2405
0.06
0.01
ARAT 7
10
0.16
-10.03
ARAT 8
11
0.22
-9.37
50.3
1.3
8.1
1.3
0.02
1
986
0.02
0.01
12
-0.19
-9.86
ARAT10
ARAT 9
13.4
0.03
-9.45
ARAT11
14.4
-0.44
-7.39
43.6
92
24
5
0.04
41
807
0.10
0,04
ARAT12
16.4
-0.79
-9.58
43.6
4.2
12.4
1.3
0.03
6
917
0.01
0.02
ARAT13
17
-0.63
-9.94
ARAT14
18
-0.15
-7.16
ARAT15
18.5
-0.25
-10.05
ARAT16
20
0.08
-8.44
ARAT17
21
0.12
-8.43
44.4
3.5
5.4
3.5
0.02
8
1413
0.03
0.01
ARAT18
23
0.17
-8.17
54.1
1.7
2.4
0.4
0.01
3
1722
0.10
0.00
ARAT21
26
-0.36
-9.71
52.4
1.8
4.6
0.4
0.01
4
1971
0.02
0.00
ARAT25
28
-0.21
-9.80
48.0
1.9
8.03
1.6
0.02
12
3445
0.03
0.00
ARAT26
31
0.3
-9.72
47.3
1.6
8.7
1.9
0.02
18
3399
0.03
0.01
(c) Companhia Cearense de Cimento Portland Poty section (Mine Frecheirinha)
MF 1
MF 2
0
2
-0.82
-0.75
-11.83
-12.09
25.1
0.14
37.7
1.1
0.14
33
365
0.2
0.29
MF 3
4
-0.36
-9.32
12.7
9.1
40.1
8.1
0.14
124
112
0.6
0.96
MF 4
6
-0.39
-9.79
MF 5
8
-0.21
-8.71
19.2
12.52
28.4
4.4
0.15
65
168
0.55
0.69
MF 6
10
-0.22
-9.10
MF 7
12
-0.11
-9.42
10.4
8.3
47.1
8.1
0.11
137
110
0.67
0.77
MF 8
14
-0.39
-9.65
3.4
3.6
30.5
5.2
0.08
43
283
0.1
0.21
23.5
5.7
30.1
9.6
0.12
82
231
0.2
0.4
29.4
5.8
31.9
1.6
0.08
26
318
0.16
0.19
31.7
3.3
17.6
11.3
0.04
110
318
0.08
0.05
38.9
3.281
18.766
2.837
0.04
18
402
0.07
0.01
41.8
3.5
13.7
2.3
0.03
9
565
0.07
0.06
MF 9
17
0.00
-13.11
MF 10
19
0.39
-14.19
MF 11
21
-0.1
-13.44
MF 12
22
-0.04
-14.49
MF 13
23
-0.13
-13.49
MF 14
25
-0.12
-15.25
MF 15
27
0.16
-16.18
MF 16
30
0.00
-15.44
MF 17
33
0.24
-14.95
MF 18
35
0.1
-14.75
MF 19
37
0.24
-14.95
MF 20
39
0.1
-16.62
MF 21
41
0.49
-12.51
18.8
6.5
39.4
7.6
0.08
98
343
0.29
0.18
MF 23
45
1.04
-14.2
49.6
1.5
5.1
1.0
0.05
9
1247
0.03
0.03
MF 24
47
0.88
-13.19
100
MF 28
55
MF 29
57
MF 30
59
0.88
-12.83
MF 31
61
1.2
-10.7
MF 32
63
0.99
-10.16
MF 33
65
0.89
-10.77
MF 34
67
1.14
-10.23
MF 35
69
1.02
-9.77
MF 36
71
1.16
-9.97
MF 37
73
0.95
-10.02
MF 38
75
0.89
-11.5
MF 39
77
1.19
-10.88
79
0.29
-11.53
MF 41
81
0.64
-11.27
MF 42
83
0.82
-13.92
MF 43
85
0.88
-11.91
MF 44
87
0.28
-11.77
PE 1/15
32
2.95
-11.03
PE 1/17
47
2.42
-15.88
PE 1/19
87
1.35
-10.85
PE 1/21
108
1.19
-12.10
PE 1/23
120
0.78
-14.30
MF 40
1.33
1.01
-8.36
-12.45
49.1
1.8
4.8
1.2
0.03
496.5
11
1145
0.03
49.4
1.4
4.3
1.5
0.02
335.7
11
1145
0.24
41.3
2.0
12.3
4.3
0.024
699.4
49
1018
0.04
(d) Road Aroeira-Ibaúna section
101

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